]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/8.1.git/blob - contrib/gcc/cp/pt.c
Copy stable/8 to releng/8.1 in preparation for 8.1-RC1.
[FreeBSD/releng/8.1.git] / contrib / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005  Free Software Foundation, Inc.
4    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
5    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
10 it under the terms of the GNU General Public License as published by
11 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
12 any later version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
15 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17 GNU General Public License for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
21 the Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
22 Boston, MA 02110-1301, USA.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "obstack.h"
34 #include "tree.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "c-common.h"
38 #include "cp-tree.h"
39 #include "cp-objcp-common.h"
40 #include "tree-inline.h"
41 #include "decl.h"
42 #include "output.h"
43 #include "except.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "rtl.h"
46 #include "timevar.h"
47 #include "tree-iterator.h"
48 #include "vecprim.h"
49
50 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
51    returning an int.  */
52 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
53
54 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
55    instantiations have been deferred, either because their definitions
56    were not yet available, or because we were putting off doing the work.
57    The TREE_PURPOSE of each entry is either a DECL (for a function or
58    static data member), or a TYPE (for a class) indicating what we are
59    hoping to instantiate.  The TREE_VALUE is not used.  */
60 static GTY(()) tree pending_templates;
61 static GTY(()) tree last_pending_template;
62
63 int processing_template_parmlist;
64 static int template_header_count;
65
66 static GTY(()) tree saved_trees;
67 static VEC(int,heap) *inline_parm_levels;
68
69 static GTY(()) tree current_tinst_level;
70
71 static GTY(()) tree saved_access_scope;
72
73 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
74    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
75    to the EXPR_STMT that is its result.  */
76 static tree cur_stmt_expr;
77
78 /* A map from local variable declarations in the body of the template
79    presently being instantiated to the corresponding instantiated
80    local variables.  */
81 static htab_t local_specializations;
82
83 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
84 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
85 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
86 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
87 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
88 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
89 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
90 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
91
92 static void push_access_scope (tree);
93 static void pop_access_scope (tree);
94 static bool resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
95                                             unification_kind_t, int);
96 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
97                              unification_kind_t, int, bool);
98 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
99 static void add_pending_template (tree);
100 static int push_tinst_level (tree);
101 static void pop_tinst_level (void);
102 static void reopen_tinst_level (tree);
103 static tree classtype_mangled_name (tree);
104 static char* mangle_class_name_for_template (const char *, tree, tree);
105 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
106 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
107 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t,
108                                    bool, bool);
109 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
110 static tree add_to_template_args (tree, tree);
111 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
112 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
113 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*);
114 static int  type_unification_real (tree, tree, tree, tree,
115                                    int, unification_kind_t, int);
116 static void note_template_header (int);
117 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
118 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
119 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
120                                        tsubst_flags_t, int, tree);
121 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
122                                    struct pointer_set_t*);
123 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
124 static int inline_needs_template_parms (tree);
125 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
126 static tree retrieve_local_specialization (tree);
127 static void register_local_specialization (tree, tree);
128 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int);
129 static int mark_template_parm (tree, void *);
130 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
131 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
132 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
133 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
134 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
135 static int template_decl_level (tree);
136 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
137 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
138 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
139 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
140 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
141 static tree most_specialized_class (tree, tree);
142 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
143 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
144 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
145 static bool check_specialization_scope (void);
146 static tree process_partial_specialization (tree);
147 static void set_current_access_from_decl (tree);
148 static void check_default_tmpl_args (tree, tree, int, int);
149 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
150 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
151 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
152                                            tree, tree);
153 static int template_args_equal (tree, tree);
154 static void tsubst_default_arguments (tree);
155 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
156 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
157 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
158 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
159 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
160 static bool dependent_type_p_r (tree);
161 static tree tsubst (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
162 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, bool);
163 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
164
165 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
166    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
167    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
168    instantiate_decl).  */
169
170 static void
171 push_access_scope (tree t)
172 {
173   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
174               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
175
176   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
177     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
178   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
179     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
180   else
181     push_to_top_level ();
182
183   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
184     {
185       saved_access_scope = tree_cons
186         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
187       current_function_decl = t;
188     }
189 }
190
191 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
192    are processing.  */
193
194 static void
195 pop_access_scope (tree t)
196 {
197   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
198     {
199       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
200       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
201     }
202
203   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
204     pop_nested_class ();
205   else
206     pop_from_top_level ();
207 }
208
209 /* Do any processing required when DECL (a member template
210    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
211    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
212    itself is returned.  */
213
214 tree
215 finish_member_template_decl (tree decl)
216 {
217   if (decl == error_mark_node)
218     return error_mark_node;
219
220   gcc_assert (DECL_P (decl));
221
222   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
223     {
224       tree type;
225
226       type = TREE_TYPE (decl);
227       if (IS_AGGR_TYPE (type)
228           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
229           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
230         {
231           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
232           check_member_template (tmpl);
233           return tmpl;
234         }
235       return NULL_TREE;
236     }
237   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
238     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
239   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
240     {
241       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
242         {
243           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
244           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
245         }
246       else
247         return decl;
248     }
249   else
250     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
251
252   return error_mark_node;
253 }
254
255 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
256
257    For example, in:
258      template <class T>
259      struct A
260      {
261        template <class U>
262        struct B {};
263      };
264
265    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
266    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
267    they are instantiations, not specializations.
268
269    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
270    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
271    always safe.  */
272
273 int
274 template_class_depth (tree type)
275 {
276   int depth;
277
278   for (depth = 0;
279        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
280        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
281          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
282     {
283       if (TREE_CODE (type) != FUNCTION_DECL)
284         {
285           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
286               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type))
287               && uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))
288             ++depth;
289         }
290       else
291         {
292           if (DECL_TEMPLATE_INFO (type)
293               && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (type))
294               && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (type)))
295             ++depth;
296         }
297     }
298
299   return depth;
300 }
301
302 /* Returns 1 if processing DECL as part of do_pending_inlines
303    needs us to push template parms.  */
304
305 static int
306 inline_needs_template_parms (tree decl)
307 {
308   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
309     return 0;
310
311   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
312           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
313 }
314
315 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
316    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
317    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
318    innermost first.  */
319
320 static void
321 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
322 {
323   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
324   int i;
325
326   if (levels > 1)
327     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
328
329   ++processing_template_decl;
330   current_template_parms
331     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
332                  parms, current_template_parms);
333   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
334
335   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
336                NULL);
337   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
338     {
339       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
340
341       if (parm == error_mark_node)
342         continue;
343
344       gcc_assert (DECL_P (parm));
345
346       switch (TREE_CODE (parm))
347         {
348         case TYPE_DECL:
349         case TEMPLATE_DECL:
350           pushdecl (parm);
351           break;
352
353         case PARM_DECL:
354           {
355             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
356                It is ugly that we recreate this here; the original
357                version built in process_template_parm is no longer
358                available.  */
359             tree decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
360                                     TREE_TYPE (parm));
361             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
362             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
363             TREE_INVARIANT (decl) = 1;
364             TREE_READONLY (decl) = 1;
365             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
366             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
367             pushdecl (decl);
368           }
369           break;
370
371         default:
372           gcc_unreachable ();
373         }
374     }
375 }
376
377 /* Restore the template parameter context for a member template or
378    a friend template defined in a class definition.  */
379
380 void
381 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
382 {
383   tree parms;
384   int levels = 0;
385
386   if (inline_needs_template_parms (decl))
387     {
388       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
389       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
390
391       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
392         {
393           --levels;
394           parms = TREE_CHAIN (parms);
395         }
396
397       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
398     }
399
400   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
401      we can pop them later.  */
402   VEC_safe_push (int, heap, inline_parm_levels, levels);
403 }
404
405 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
406
407 void
408 maybe_end_member_template_processing (void)
409 {
410   int i;
411   int last;
412
413   if (VEC_length (int, inline_parm_levels) == 0)
414     return;
415
416   last = VEC_pop (int, inline_parm_levels);
417   for (i = 0; i < last; ++i)
418     {
419       --processing_template_decl;
420       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
421       poplevel (0, 0, 0);
422     }
423 }
424
425 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
426    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
427
428 static tree
429 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
430 {
431   tree new_args;
432   int extra_depth;
433   int i;
434   int j;
435
436   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
437   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
438
439   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
440     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
441
442   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
443     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
444
445   return new_args;
446 }
447
448 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
449    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
450    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
451    the template arguments from a partial instantiation with the
452    template arguments used to attain the full instantiation from the
453    partial instantiation.  */
454
455 static tree
456 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
457 {
458   tree new_args;
459
460   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
461      something very fishy is going on.  */
462   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
463
464   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
465      them.  */
466   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
467     return extra_args;
468
469   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
470   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
471
472   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
473
474   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
475   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
476
477   return new_args;
478 }
479
480 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
481
482 tree
483 get_innermost_template_args (tree args, int n)
484 {
485   tree new_args;
486   int extra_levels;
487   int i;
488
489   gcc_assert (n >= 0);
490
491   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
492   if (n == 1)
493     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
494
495   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
496      given.  */
497   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
498   gcc_assert (extra_levels >= 0);
499   if (extra_levels == 0)
500     return args;
501
502   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
503   new_args = make_tree_vec (n);
504   for (i = 1; i <= n; ++i)
505     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
506                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
507
508   return new_args;
509 }
510
511 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
512    the parms.  */
513
514 void
515 begin_template_parm_list (void)
516 {
517   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
518      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
519      namespace scope.  This is the right thing, since we want
520      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
521      global template class, push_template_decl handles putting the
522      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
523      e.g.:
524
525        template <class T> struct S1 {
526          template <class T> struct S2 {};
527        };
528
529      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
530      TEMPLATE_DECL for S2.  */
531   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
532   ++processing_template_decl;
533   ++processing_template_parmlist;
534   note_template_header (0);
535 }
536
537 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
538    invalid to declare a specialization here, an error is reported and
539    false is returned, otherwise this routine will return true.  */
540
541 static bool
542 check_specialization_scope (void)
543 {
544   tree scope = current_scope ();
545
546   /* [temp.expl.spec]
547
548      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
549      which the template is a member, or, for member templates, in the
550      namespace of which the enclosing class or enclosing class
551      template is a member.  An explicit specialization of a member
552      function, member class or static data member of a class template
553      shall be declared in the namespace of which the class template
554      is a member.  */
555   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
556     {
557       error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
558       return false;
559     }
560
561   /* [temp.expl.spec]
562
563      In an explicit specialization declaration for a member of a class
564      template or a member template that appears in namespace scope,
565      the member template and some of its enclosing class templates may
566      remain unspecialized, except that the declaration shall not
567      explicitly specialize a class member template if its enclosing
568      class templates are not explicitly specialized as well.  */
569   if (current_template_parms)
570     {
571       error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
572       return false;
573     }
574
575   return true;
576 }
577
578 /* We've just seen template <>.  */
579
580 bool
581 begin_specialization (void)
582 {
583   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
584   note_template_header (1);
585   return check_specialization_scope ();
586 }
587
588 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
589    template<>.  */
590
591 void
592 end_specialization (void)
593 {
594   finish_scope ();
595   reset_specialization ();
596 }
597
598 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
599    function specialization.  */
600
601 void
602 reset_specialization (void)
603 {
604   processing_specialization = 0;
605   template_header_count = 0;
606 }
607
608 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
609    it was of the form template <>.  */
610
611 static void
612 note_template_header (int specialization)
613 {
614   processing_specialization = specialization;
615   template_header_count++;
616 }
617
618 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
619
620 void
621 begin_explicit_instantiation (void)
622 {
623   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
624   processing_explicit_instantiation = true;
625 }
626
627
628 void
629 end_explicit_instantiation (void)
630 {
631   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
632   processing_explicit_instantiation = false;
633 }
634
635 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
636    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
637    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
638    specialize TMPL in the current namespace.  */
639
640 static bool
641 check_specialization_namespace (tree tmpl)
642 {
643   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
644
645   /* [tmpl.expl.spec]
646
647      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
648      which the template is a member, or, for member templates, in the
649      namespace of which the enclosing class or enclosing class
650      template is a member.  An explicit specialization of a member
651      function, member class or static data member of a class template
652      shall be declared in the namespace of which the class template is
653      a member.  */
654   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
655     /* Same or super-using namespace.  */
656     return true;
657   else
658     {
659       pedwarn ("specialization of %qD in different namespace", tmpl);
660       pedwarn ("  from definition of %q+#D", tmpl);
661       return false;
662     }
663 }
664
665 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
666    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
667
668 static void
669 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
670 {
671   tree ns;
672
673   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
674      namespace of its template.  */
675   ns = decl_namespace_context (spec);
676   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
677     pedwarn ("explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
678              "(which does not enclose namespace %qD)",
679              spec, current_namespace, ns);
680 }
681
682 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
683    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
684
685 tree
686 maybe_process_partial_specialization (tree type)
687 {
688   tree context;
689
690   if (type == error_mark_node)
691     return error_mark_node;
692
693   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
694     {
695       error ("name of class shadows template template parameter %qD",
696              TYPE_NAME (type));
697       return error_mark_node;
698     }
699
700   context = TYPE_CONTEXT (type);
701
702   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
703     {
704       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
705          specialization of a template class such as:
706
707            template <> class C<int>;
708
709          or:
710
711            template <class T> class C<T*>;
712
713          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
714
715       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
716           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
717         {
718           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
719           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
720           if (processing_template_decl)
721             push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type));
722         }
723       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
724         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
725     }
726   else if (CLASS_TYPE_P (type)
727            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
728            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
729            && context && CLASS_TYPE_P (context)
730            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
731     {
732       /* This is for an explicit specialization of member class
733          template according to [temp.expl.spec/18]:
734
735            template <> template <class U> class C<int>::D;
736
737          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
738          Otherwise this is just a member class template declared
739          earlier like:
740
741            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
742            template <> template <class U> class C<int>::D;
743
744          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
745          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
746          and `C<T>::D' may not exist.  */
747
748       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
749           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
750         {
751           tree t;
752
753           if (current_namespace
754               != decl_namespace_context (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)))
755             {
756               pedwarn ("specializing %q#T in different namespace", type);
757               pedwarn ("  from definition of %q+#D",
758                        CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
759             }
760
761           /* Check for invalid specialization after instantiation:
762
763                template <> template <> class C<int>::D<int>;
764                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
765
766           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS
767                  (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)));
768                t; t = TREE_CHAIN (t))
769             if (TREE_VALUE (t) != type
770                 && TYPE_CONTEXT (TREE_VALUE (t)) == context)
771               error ("specialization %qT after instantiation %qT",
772                      type, TREE_VALUE (t));
773
774           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
775              have one level of template argument for the innermost
776              class template.  */
777           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
778           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
779             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
780         }
781     }
782   else if (processing_specialization)
783     {
784       error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
785       return error_mark_node;
786     }
787
788   return type;
789 }
790
791 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
792    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
793    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
794
795 static inline bool
796 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
797 {
798   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
799           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
800           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
801              parameter.  */
802           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
803           /* The optimized lookup depends on the fact that the
804              template arguments for the member function template apply
805              purely to the containing class, which is not true if the
806              containing class is an explicit or partial
807              specialization.  */
808           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
809           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
810           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
811           /* It is possible to have a template that is not a member
812              template and is not a member of a template class:
813
814              template <typename T>
815              struct S { friend A::f(); };
816
817              Here, the friend function is a template, but the context does
818              not have template information.  The optimized lookup relies
819              on having ARGS be the template arguments for both the class
820              and the function template.  */
821           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
822 }
823
824 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
825    specialization is either an instantiation or an explicit
826    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
827    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
828    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
829    templates with more than one level of parameters.
830
831    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
832    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
833    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
834
835 static tree
836 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args,
837                          bool class_specializations_p)
838 {
839   if (args == error_mark_node)
840     return NULL_TREE;
841
842   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
843
844   /* There should be as many levels of arguments as there are
845      levels of parameters.  */
846   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
847               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
848
849   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
850     {
851       tree class_template;
852       tree class_specialization;
853       VEC(tree,gc) *methods;
854       tree fns;
855       int idx;
856
857       /* The template arguments actually apply to the containing
858          class.  Find the class specialization with those
859          arguments.  */
860       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
861       class_specialization
862         = retrieve_specialization (class_template, args,
863                                    /*class_specializations_p=*/false);
864       if (!class_specialization)
865         return NULL_TREE;
866       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
867          for the specialization.  */
868       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
869       if (idx == -1)
870         return NULL_TREE;
871       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
872          for the one that has an instance of TMPL.  */
873       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
874       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
875         {
876           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
877           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl)
878             return fn;
879         }
880       return NULL_TREE;
881     }
882   else
883     {
884       tree *sp;
885       tree *head;
886
887       /* Class templates store their instantiations on the
888          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS list; other templates use the
889          DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS list.  */
890       if (!class_specializations_p
891           && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == TYPE_DECL)
892         sp = &DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
893       else
894         sp = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
895       head = sp;
896       /* Iterate through the list until we find a matching template.  */
897       while (*sp != NULL_TREE)
898         {
899           tree spec = *sp;
900
901           if (comp_template_args (TREE_PURPOSE (spec), args))
902             {
903               /* Use the move-to-front heuristic to speed up future
904                  searches.  */
905               if (spec != *head)
906                 {
907                   *sp = TREE_CHAIN (*sp);
908                   TREE_CHAIN (spec) = *head;
909                   *head = spec;
910                 }
911               return TREE_VALUE (spec);
912             }
913           sp = &TREE_CHAIN (spec);
914         }
915     }
916
917   return NULL_TREE;
918 }
919
920 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
921
922 static tree
923 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
924 {
925   tree spec = (tree) htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
926                                           htab_hash_pointer (tmpl));
927   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
928 }
929
930 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
931
932 int
933 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
934 {
935   tree t;
936
937   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
938     {
939       for (t = decl;
940            t != NULL_TREE;
941            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
942         if (t == tmpl)
943           return 1;
944     }
945   else
946     {
947       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
948
949       for (t = TREE_TYPE (decl);
950            t != NULL_TREE;
951            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
952              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
953         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
954           return 1;
955     }
956
957   return 0;
958 }
959
960 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
961    FRIEND according to [temp.friend].  */
962
963 bool
964 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend)
965 {
966   bool need_template = true;
967   int template_depth;
968
969   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
970               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
971
972   /* For [temp.friend/6] when FRIEND is an ordinary member function
973      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
974      if this.  */
975   if (TREE_CODE (friend) == FUNCTION_DECL
976       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend)
977       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend))
978     {
979       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
980       friend = DECL_TI_TEMPLATE (friend);
981       need_template = false;
982     }
983   else if (TREE_CODE (friend) == TEMPLATE_DECL
984            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend))
985     need_template = false;
986
987   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
988   if (TREE_CODE (friend) != TEMPLATE_DECL)
989     return false;
990
991   if (is_specialization_of (decl, friend))
992     return true;
993
994   /* [temp.friend/6]
995      A member of a class template may be declared to be a friend of a
996      non-template class.  In this case, the corresponding member of
997      every specialization of the class template is a friend of the
998      class granting friendship.
999
1000      For example, given a template friend declaration
1001
1002        template <class T> friend void A<T>::f();
1003
1004      the member function below is considered a friend
1005
1006        template <> struct A<int> {
1007          void f();
1008        };
1009
1010      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1011      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1012      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1013
1014   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend));
1015   if (template_depth
1016       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1017       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1018                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend))))
1019     {
1020       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1021          a few tricky cases, such as when FRIEND's are
1022
1023            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1024            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1025
1026          and DECL's are
1027
1028            void A<int>::g(int);
1029            template <int> void A<int>::h();
1030
1031          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1032          the context of DECL.  This is required for template substitution
1033          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1034          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1035
1036       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1037       tree args = NULL_TREE;
1038       int current_depth = 0;
1039
1040       while (current_depth < template_depth)
1041         {
1042           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1043             {
1044               if (current_depth == 0)
1045                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1046               else
1047                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1048               current_depth++;
1049             }
1050           context = TYPE_CONTEXT (context);
1051         }
1052
1053       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1054         {
1055           bool is_template;
1056           tree friend_type;
1057           tree decl_type;
1058           tree friend_args_type;
1059           tree decl_args_type;
1060
1061           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1062              non-templates.  */
1063           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1064                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1065           if (need_template ^ is_template)
1066             return false;
1067           else if (is_template)
1068             {
1069               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1070               tree friend_parms
1071                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1072                                          args, tf_none);
1073               if (!comp_template_parms
1074                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1075                       friend_parms))
1076                 return false;
1077
1078               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1079             }
1080           else
1081             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1082
1083           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend), args,
1084                                               tf_none, NULL_TREE);
1085           if (friend_type == error_mark_node)
1086             return false;
1087
1088           /* Check if return types match.  */
1089           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1090             return false;
1091
1092           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1093              `this' parameter.  */
1094           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1095           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1096           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend))
1097             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1098           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1099             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1100
1101           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1102         }
1103       else
1104         {
1105           /* DECL is a TYPE_DECL */
1106           bool is_template;
1107           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1108
1109           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1110              non-templates.  */
1111           is_template
1112             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1113               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1114
1115           if (need_template ^ is_template)
1116             return false;
1117           else if (is_template)
1118             {
1119               tree friend_parms;
1120               /* If both are templates, check the name of the two
1121                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1122               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1123                   != DECL_NAME (friend))
1124                 return false;
1125
1126               /* Now check template parameter list.  */
1127               friend_parms
1128                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1129                                          args, tf_none);
1130               return comp_template_parms
1131                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1132                  friend_parms);
1133             }
1134           else
1135             return (DECL_NAME (decl)
1136                     == DECL_NAME (friend));
1137         }
1138     }
1139   return false;
1140 }
1141
1142 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1143    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1144    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1145    equivalent prior declaration, if available.  */
1146
1147 static tree
1148 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend)
1149 {
1150   tree fn;
1151
1152   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1153
1154   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1155       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1156     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1157        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1158        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1159        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1160        with default function arguments.  In particular, given
1161        something like this:
1162
1163           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1164
1165        the default argument expression is not substituted for in an
1166        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1167     return spec;
1168
1169   fn = retrieve_specialization (tmpl, args,
1170                                 /*class_specializations_p=*/false);
1171   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1172      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1173      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1174      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1175      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1176   if (fn == spec)
1177     return spec;
1178   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1179     {
1180       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1181         {
1182           if (TREE_USED (fn)
1183               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1184             {
1185               error ("specialization of %qD after instantiation",
1186                      fn);
1187               return error_mark_node;
1188             }
1189           else
1190             {
1191               tree clone;
1192               /* This situation should occur only if the first
1193                  specialization is an implicit instantiation, the
1194                  second is an explicit specialization, and the
1195                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1196                  situation can occur if we have implicitly
1197                  instantiated a member function and then specialized
1198                  it later.
1199
1200                  We can also wind up here if a friend declaration that
1201                  looked like an instantiation turns out to be a
1202                  specialization:
1203
1204                    template <class T> void foo(T);
1205                    class S { friend void foo<>(int) };
1206                    template <> void foo(int);
1207
1208                  We transform the existing DECL in place so that any
1209                  pointers to it become pointers to the updated
1210                  declaration.
1211
1212                  If there was a definition for the template, but not
1213                  for the specialization, we want this to look as if
1214                  there were no definition, and vice versa.  */
1215               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1216               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1217               /* The call to duplicate_decls will have applied
1218                  [temp.expl.spec]:
1219
1220                    An explicit specialization of a function template
1221                    is inline only if it is explicitly declared to be,
1222                    and independently of whether its function template
1223                    is.
1224
1225                 to the primary function; now copy the inline bits to
1226                 the various clones.  */
1227               FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
1228                 {
1229                   DECL_DECLARED_INLINE_P (clone)
1230                     = DECL_DECLARED_INLINE_P (fn);
1231                   DECL_INLINE (clone)
1232                     = DECL_INLINE (fn);
1233                 }
1234               check_specialization_namespace (fn);
1235
1236               return fn;
1237             }
1238         }
1239       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1240         {
1241           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1242             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1243                line number so any errors match this new
1244                definition.  */
1245             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1246
1247           return fn;
1248         }
1249     }
1250
1251   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1252      template it is specializing.  */
1253   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1254       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1255     DECL_CONTEXT (spec) = FROB_CONTEXT (decl_namespace_context (tmpl));
1256
1257   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1258     DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl)
1259       = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl));
1260
1261   return spec;
1262 }
1263
1264 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1265    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1266    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.  */
1267
1268 bool
1269 reregister_specialization (tree spec, tree tmpl, tree new_spec)
1270 {
1271   tree* s;
1272
1273   for (s = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
1274        *s != NULL_TREE;
1275        s = &TREE_CHAIN (*s))
1276     if (TREE_VALUE (*s) == spec)
1277       {
1278         if (!new_spec)
1279           *s = TREE_CHAIN (*s);
1280         else
1281           TREE_VALUE (*s) = new_spec;
1282         return 1;
1283       }
1284
1285   return 0;
1286 }
1287
1288 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1289    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1290    DECL).  */
1291
1292 static int
1293 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1294 {
1295   return TREE_VALUE ((tree) p1) == (tree) p2;
1296 }
1297
1298 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1299
1300 static hashval_t
1301 hash_local_specialization (const void* p1)
1302 {
1303   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((tree) p1));
1304 }
1305
1306 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1307    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1308
1309 static void
1310 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1311 {
1312   void **slot;
1313
1314   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1315                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1316   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1317 }
1318
1319 /* TYPE is a class type.  Returns true if TYPE is an explicitly
1320    specialized class.  */
1321
1322 bool
1323 explicit_class_specialization_p (tree type)
1324 {
1325   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
1326     return false;
1327   return !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
1328 }
1329
1330 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1331
1332 void
1333 print_candidates (tree fns)
1334 {
1335   tree fn;
1336
1337   const char *str = "candidates are:";
1338
1339   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1340     {
1341       tree f;
1342
1343       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1344         error ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1345       str = "               ";
1346     }
1347 }
1348
1349 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1350    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1351    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1352    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1353    TEMPLATE_ID are non-members.
1354
1355    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1356    specialization of a member template.
1357
1358    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1359    template classes that appeared in the name of the function. See
1360    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1361
1362    TSK indicates what kind of template declaration (if any) is being
1363    declared.  TSK_TEMPLATE indicates that the declaration given by
1364    DECL, though a FUNCTION_DECL, has template parameters, and is
1365    therefore a template function.
1366
1367    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1368    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1369
1370    If it is impossible to determine the result, an error message is
1371    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1372
1373 static tree
1374 determine_specialization (tree template_id,
1375                           tree decl,
1376                           tree* targs_out,
1377                           int need_member_template,
1378                           int template_count,
1379                           tmpl_spec_kind tsk)
1380 {
1381   tree fns;
1382   tree targs;
1383   tree explicit_targs;
1384   tree candidates = NULL_TREE;
1385   /* A TREE_LIST of templates of which DECL may be a specialization.
1386      The TREE_VALUE of each node is a TEMPLATE_DECL.  The
1387      corresponding TREE_PURPOSE is the set of template arguments that,
1388      when used to instantiate the template, would produce a function
1389      with the signature of DECL.  */
1390   tree templates = NULL_TREE;
1391   int header_count;
1392   struct cp_binding_level *b;
1393
1394   *targs_out = NULL_TREE;
1395
1396   if (template_id == error_mark_node || decl == error_mark_node)
1397     return error_mark_node;
1398
1399   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1400   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1401
1402   if (fns == error_mark_node)
1403     return error_mark_node;
1404
1405   /* Check for baselinks.  */
1406   if (BASELINK_P (fns))
1407     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1408
1409   if (!is_overloaded_fn (fns))
1410     {
1411       error ("%qD is not a function template", fns);
1412       return error_mark_node;
1413     }
1414
1415   /* Count the number of template headers specified for this
1416      specialization.  */
1417   header_count = 0;
1418   for (b = current_binding_level;
1419        b->kind == sk_template_parms;
1420        b = b->level_chain)
1421     ++header_count;
1422
1423   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1424     {
1425       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1426
1427       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1428         {
1429           tree decl_arg_types;
1430           tree fn_arg_types;
1431
1432           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1433              the number of template headers appearing in the specialization
1434              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1435              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1436              member functions. Consider the following code:
1437
1438              template <> void A<int>::f(int);
1439              template <> template <> void A<int>::f(int);
1440
1441              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1442              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1443              member function, whilst the second line specializes "f" which
1444              is a template member function. So both lines are syntactically
1445              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1446              them.
1447
1448              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1449              against the declarations. We count the number of template
1450              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1451              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1452              plus there must be another header for the member template
1453              itself).
1454
1455              Notice that if header_count is zero, this is not a
1456              specialization but rather a template instantiation, so there
1457              is no check we can perform here.  */
1458           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1459             continue;
1460
1461           /* Check that the number of template arguments at the
1462              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1463           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1464               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1465               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1466                   != TREE_VEC_LENGTH (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
1467                                       (current_template_parms))))
1468             continue;
1469
1470           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1471           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1472           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1473
1474           /* For a non-static member function, we need to make sure
1475              that the const qualification is the same.  Since
1476              get_bindings does not try to merge the "this" parameter,
1477              we must do the comparison explicitly.  */
1478           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1479               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1480                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1481             continue;
1482
1483           /* Skip the "this" parameter and, for constructors of
1484              classes with virtual bases, the VTT parameter.  A
1485              full specialization of a constructor will have a VTT
1486              parameter, but a template never will.  */ 
1487           decl_arg_types 
1488             = skip_artificial_parms_for (decl, decl_arg_types);
1489           fn_arg_types 
1490             = skip_artificial_parms_for (fn, fn_arg_types);
1491
1492           /* Check that the number of function parameters matches.
1493              For example,
1494                template <class T> void f(int i = 0);
1495                template <> void f<int>();
1496              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1497              by get_bindings below.  */
1498           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1499             continue;
1500
1501           /* Function templates cannot be specializations; there are
1502              no partial specializations of functions.  Therefore, if
1503              the type of DECL does not match FN, there is no
1504              match.  */
1505           if (tsk == tsk_template)
1506             {
1507               if (compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1508                 candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1509               continue;
1510             }
1511
1512           /* See whether this function might be a specialization of this
1513              template.  */
1514           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1515
1516           if (!targs)
1517             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1518                specialize TMPL will produce DECL.  */
1519             continue;
1520
1521           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1522           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1523         }
1524       else if (need_member_template)
1525         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1526            specialization of a member template.  */
1527         ;
1528       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1529         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1530            cases.  */
1531         ;
1532       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1533         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1534            be a specialization of that.  */
1535         ;
1536       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1537         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1538         ;
1539       else
1540         {
1541           tree decl_arg_types;
1542
1543           /* This is an ordinary member function.  However, since
1544              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1545              template class.  For example,
1546
1547                template <typename T> struct S { void f(); };
1548                template <> void S<int>::f() {}
1549
1550              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1551              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1552              might be in business.  */
1553
1554           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1555             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1556                of a template class.  This is not a candidate.  */
1557             continue;
1558
1559           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1560                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1561             /* The return types differ.  */
1562             continue;
1563
1564           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1565           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1566           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1567               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1568             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1569
1570           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1571                          decl_arg_types))
1572             /* They match!  */
1573             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1574         }
1575     }
1576
1577   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1578     {
1579       /* We have:
1580
1581            [temp.expl.spec]
1582
1583            It is possible for a specialization with a given function
1584            signature to be instantiated from more than one function
1585            template.  In such cases, explicit specification of the
1586            template arguments must be used to uniquely identify the
1587            function template specialization being specialized.
1588
1589          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1590          determine which of the candidate templates is most
1591          specialized.  However, we, also have:
1592
1593            [temp.func.order]
1594
1595            Partial ordering of overloaded function template
1596            declarations is used in the following contexts to select
1597            the function template to which a function template
1598            specialization refers:
1599
1600            -- when an explicit specialization refers to a function
1601               template.
1602
1603          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1604          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1605          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1606          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1607          the EDG front-end has that behavior, and John Spicer claims
1608          that the committee simply forgot to delete the wording in
1609          [temp.expl.spec].  */
1610       tree tmpl = most_specialized_instantiation (templates);
1611       if (tmpl != error_mark_node)
1612         {
1613           templates = tmpl;
1614           TREE_CHAIN (templates) = NULL_TREE;
1615         }
1616     }
1617
1618   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1619     {
1620       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1621              "declaration", template_id, decl);
1622       return error_mark_node;
1623     }
1624   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1625            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1626            || (templates && candidates))
1627     {
1628       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1629              template_id, decl);
1630       chainon (candidates, templates);
1631       print_candidates (candidates);
1632       return error_mark_node;
1633     }
1634
1635   /* We have one, and exactly one, match.  */
1636   if (candidates)
1637     {
1638       tree fn = TREE_VALUE (candidates);
1639       /* DECL is a re-declaration of a template function.  */
1640       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1641         return fn;
1642       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1643          template class.  */
1644       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (fn));
1645       return DECL_TI_TEMPLATE (fn);
1646     }
1647
1648   /* It was a specialization of a template.  */
1649   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1650   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1651     {
1652       *targs_out = copy_node (targs);
1653       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
1654                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1655                            TREE_PURPOSE (templates));
1656     }
1657   else
1658     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1659   return TREE_VALUE (templates);
1660 }
1661
1662 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1663    but with the default argument values filled in from those in the
1664    TMPL_TYPES.  */
1665
1666 static tree
1667 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1668                                       tree tmpl_types)
1669 {
1670   tree new_spec_types;
1671
1672   if (!spec_types)
1673     return NULL_TREE;
1674
1675   if (spec_types == void_list_node)
1676     return void_list_node;
1677
1678   /* Substitute into the rest of the list.  */
1679   new_spec_types =
1680     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1681                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1682
1683   /* Add the default argument for this parameter.  */
1684   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1685                          TREE_VALUE (spec_types),
1686                          new_spec_types);
1687 }
1688
1689 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1690    from the template it specializes.  (That way, code like:
1691
1692      template <class T> void f(T = 3);
1693      template <> void f(double);
1694      void g () { f (); }
1695
1696    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1697    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1698    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1699
1700 static void
1701 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
1702 {
1703   tree tmpl;
1704   tree spec_types;
1705   tree tmpl_types;
1706   tree new_spec_types;
1707   tree old_type;
1708   tree new_type;
1709   tree t;
1710   tree object_type = NULL_TREE;
1711   tree in_charge = NULL_TREE;
1712   tree vtt = NULL_TREE;
1713
1714   /* See if there's anything we need to do.  */
1715   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
1716   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
1717   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
1718     if (TREE_PURPOSE (t))
1719       break;
1720   if (!t)
1721     return;
1722
1723   old_type = TREE_TYPE (decl);
1724   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
1725
1726   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1727     {
1728       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
1729          CV quals.  */
1730       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
1731       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1732       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
1733
1734       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
1735         {
1736           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
1737              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
1738           in_charge = spec_types;
1739           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1740         }
1741       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
1742         {
1743           vtt = spec_types;
1744           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1745         }
1746     }
1747
1748   /* Compute the merged default arguments.  */
1749   new_spec_types =
1750     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
1751
1752   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
1753   if (object_type)
1754     {
1755       if (vtt)
1756         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
1757                                          TREE_VALUE (vtt),
1758                                          new_spec_types);
1759
1760       if (in_charge)
1761         /* Put the in-charge parameter back.  */
1762         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
1763                                          TREE_VALUE (in_charge),
1764                                          new_spec_types);
1765
1766       new_type = build_method_type_directly (object_type,
1767                                              TREE_TYPE (old_type),
1768                                              new_spec_types);
1769     }
1770   else
1771     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
1772                                     new_spec_types);
1773   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
1774                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
1775   new_type = build_exception_variant (new_type,
1776                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
1777   TREE_TYPE (decl) = new_type;
1778 }
1779
1780 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
1781    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
1782    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
1783    instantiation at this point.
1784
1785    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
1786    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
1787    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
1788    recoverable.
1789
1790    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
1791
1792    2: The function has a definition.
1793    4: The function is a friend.
1794
1795    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1796    template classes that appeared in the name of the function.  For
1797    example, in
1798
1799      template <class T> struct S { void f(); };
1800      void S<int>::f();
1801
1802    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
1803    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
1804
1805      template <class T> struct S {};
1806      template <> struct S<int> { void f(); }
1807      template <> void S<int>::f();
1808
1809    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
1810    invalid; there should be no template <>.)
1811
1812    If the function is a specialization, it is marked as such via
1813    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
1814    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
1815    for that template.  */
1816
1817 tree
1818 check_explicit_specialization (tree declarator,
1819                                tree decl,
1820                                int template_count,
1821                                int flags)
1822 {
1823   int have_def = flags & 2;
1824   int is_friend = flags & 4;
1825   int specialization = 0;
1826   int explicit_instantiation = 0;
1827   int member_specialization = 0;
1828   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
1829   tree dname = DECL_NAME (decl);
1830   tmpl_spec_kind tsk;
1831
1832   if (is_friend)
1833     {
1834       if (!processing_specialization)
1835         tsk = tsk_none;
1836       else
1837         tsk = tsk_excessive_parms;
1838     }
1839   else
1840     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
1841
1842   switch (tsk)
1843     {
1844     case tsk_none:
1845       if (processing_specialization)
1846         {
1847           specialization = 1;
1848           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1849         }
1850       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1851         {
1852           if (is_friend)
1853             /* This could be something like:
1854
1855                template <class T> void f(T);
1856                class S { friend void f<>(int); }  */
1857             specialization = 1;
1858           else
1859             {
1860               /* This case handles bogus declarations like template <>
1861                  template <class T> void f<int>(); */
1862
1863               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1864                      declarator);
1865               return decl;
1866             }
1867         }
1868       break;
1869
1870     case tsk_invalid_member_spec:
1871       /* The error has already been reported in
1872          check_specialization_scope.  */
1873       return error_mark_node;
1874
1875     case tsk_invalid_expl_inst:
1876       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
1877
1878       /* Fall through.  */
1879
1880     case tsk_expl_inst:
1881       if (have_def)
1882         error ("definition provided for explicit instantiation");
1883
1884       explicit_instantiation = 1;
1885       break;
1886
1887     case tsk_excessive_parms:
1888     case tsk_insufficient_parms:
1889       if (tsk == tsk_excessive_parms)
1890         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
1891                decl);
1892       else if (template_header_count)
1893         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
1894       else
1895         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
1896               "%<template <>%>", decl);
1897
1898       /* Fall through.  */
1899     case tsk_expl_spec:
1900       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1901       if (ctype)
1902         member_specialization = 1;
1903       else
1904         specialization = 1;
1905       break;
1906
1907     case tsk_template:
1908       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1909         {
1910           /* This case handles bogus declarations like template <>
1911              template <class T> void f<int>(); */
1912
1913           if (uses_template_parms (declarator))
1914             error ("function template partial specialization %qD "
1915                    "is not allowed", declarator);
1916           else
1917             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1918                    declarator);
1919           return decl;
1920         }
1921
1922       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
1923         /* This is a specialization of a member template, without
1924            specialization the containing class.  Something like:
1925
1926              template <class T> struct S {
1927                template <class U> void f (U);
1928              };
1929              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
1930
1931            That's a specialization -- but of the entire template.  */
1932         specialization = 1;
1933       break;
1934
1935     default:
1936       gcc_unreachable ();
1937     }
1938
1939   if (specialization || member_specialization)
1940     {
1941       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1942       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
1943         if (TREE_PURPOSE (t))
1944           {
1945             pedwarn
1946               ("default argument specified in explicit specialization");
1947             break;
1948           }
1949     }
1950
1951   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
1952     {
1953       tree tmpl = NULL_TREE;
1954       tree targs = NULL_TREE;
1955
1956       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
1957       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
1958         {
1959           tree fns;
1960
1961           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
1962           if (ctype)
1963             fns = dname;
1964           else
1965             {
1966               /* If there is no class context, the explicit instantiation
1967                  must be at namespace scope.  */
1968               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
1969
1970               /* Find the namespace binding, using the declaration
1971                  context.  */
1972               fns = lookup_qualified_name (CP_DECL_CONTEXT (decl), dname,
1973                                            false, true);
1974               if (!fns || !is_overloaded_fn (fns))
1975                 {
1976                   error ("%qD is not a template function", dname);
1977                   fns = error_mark_node;
1978                 }
1979               else
1980                 {
1981                   tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1982                   if (!is_associated_namespace (CP_DECL_CONTEXT (decl),
1983                                                 CP_DECL_CONTEXT (fn)))
1984                     error ("%qD is not declared in %qD",
1985                            decl, current_namespace);
1986                 }
1987             }
1988
1989           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
1990         }
1991
1992       if (declarator == error_mark_node)
1993         return error_mark_node;
1994
1995       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
1996         {
1997           if (!explicit_instantiation)
1998             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
1999                but the error will already have been flagged by
2000                check_specialization_scope.  */
2001             return error_mark_node;
2002           else
2003             {
2004               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
2005                  class scope, e.g.:
2006
2007                    class C { template void f(); }
2008
2009                    This case is caught by the parser.  However, on
2010                    something like:
2011
2012                    template class C { void f(); };
2013
2014                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
2015                    issued later.  */
2016               ;
2017             }
2018
2019           return decl;
2020         }
2021       else if (ctype != NULL_TREE
2022                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
2023                    IDENTIFIER_NODE))
2024         {
2025           /* Find the list of functions in ctype that have the same
2026              name as the declared function.  */
2027           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
2028           tree fns = NULL_TREE;
2029           int idx;
2030
2031           if (constructor_name_p (name, ctype))
2032             {
2033               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2034
2035               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (ctype)
2036                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
2037                 {
2038                   /* From [temp.expl.spec]:
2039
2040                      If such an explicit specialization for the member
2041                      of a class template names an implicitly-declared
2042                      special member function (clause _special_), the
2043                      program is ill-formed.
2044
2045                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
2046                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
2047                   return error_mark_node;
2048                 }
2049
2050               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
2051             }
2052
2053           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
2054             {
2055               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
2056               if (idx >= 0)
2057                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
2058             }
2059           else
2060             {
2061               VEC(tree,gc) *methods;
2062               tree ovl;
2063
2064               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
2065                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
2066                  int' which will be a specialization of `operator T'.
2067                  So, we find *all* the conversion operators, and then
2068                  select from them.  */
2069               fns = NULL_TREE;
2070
2071               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
2072               if (methods)
2073                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
2074                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
2075                      ++idx)
2076                   {
2077                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2078                       /* There are no more conversion functions.  */
2079                       break;
2080
2081                     /* Glue all these conversion functions together
2082                        with those we already have.  */
2083                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2084                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2085                   }
2086             }
2087
2088           if (fns == NULL_TREE)
2089             {
2090               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2091               return error_mark_node;
2092             }
2093           else
2094             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2095         }
2096
2097       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2098          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2099          member function, we cannot tell apriori whether the
2100          instantiation is for a member template, or just a member
2101          function of a template class.  Even if a member template is
2102          being instantiated, the member template arguments may be
2103          elided if they can be deduced from the rest of the
2104          declaration.  */
2105       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2106                                        &targs,
2107                                        member_specialization,
2108                                        template_count,
2109                                        tsk);
2110
2111       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2112         /* We couldn't figure out what this declaration was
2113            specializing.  */
2114         return error_mark_node;
2115       else
2116         {
2117           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2118
2119           if (explicit_instantiation)
2120             {
2121               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2122                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2123
2124               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2125               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2126
2127               if (arg_depth > parm_depth)
2128                 {
2129                   /* If TMPL is not the most general template (for
2130                      example, if TMPL is a friend template that is
2131                      injected into namespace scope), then there will
2132                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2133                      here.  */
2134                   int i;
2135                   tree new_targs;
2136
2137                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2138                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2139                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2140                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2141                   targs = new_targs;
2142                 }
2143
2144               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2145             }
2146
2147           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2148              turns out to be specializing a static member function,
2149              make DECL a static member function as well.  */
2150           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2151               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2152             revert_static_member_fn (decl);
2153
2154           /* If this is a specialization of a member template of a
2155              template class, we want to return the TEMPLATE_DECL, not
2156              the specialization of it.  */
2157           if (tsk == tsk_template)
2158             {
2159               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2160               DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) = NULL_TREE;
2161               if (have_def)
2162                 {
2163                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2164                   DECL_SOURCE_LOCATION (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2165                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2166                   /* We want to use the argument list specified in the
2167                      definition, not in the original declaration.  */
2168                   DECL_ARGUMENTS (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2169                     = DECL_ARGUMENTS (decl);
2170                 }
2171               return tmpl;
2172             }
2173
2174           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2175           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2176
2177           /* Inherit default function arguments from the template
2178              DECL is specializing.  */
2179           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2180
2181           /* This specialization has the same protection as the
2182              template it specializes.  */
2183           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2184           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2185
2186           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2187              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2188              have been set incorrectly.  For example, in:
2189
2190                template <typename T> void f(T);
2191                namespace N {
2192                  struct S { friend void f<int>(int); }
2193                }
2194
2195              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2196              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2197           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2198             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2199
2200           if (is_friend && !have_def)
2201             /* This is not really a declaration of a specialization.
2202                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2203                a request for an instantiation, either.  */
2204             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2205           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2206             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2207                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2208                versions in V3 ABI.  */
2209             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2210
2211           /* Register this specialization so that we can find it
2212              again.  */
2213           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend);
2214         }
2215     }
2216
2217   return decl;
2218 }
2219
2220 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2221    parameters.  These are represented in the same format used for
2222    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2223
2224 int
2225 comp_template_parms (tree parms1, tree parms2)
2226 {
2227   tree p1;
2228   tree p2;
2229
2230   if (parms1 == parms2)
2231     return 1;
2232
2233   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2234        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2235        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2236     {
2237       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2238       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2239       int i;
2240
2241       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2242       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2243
2244       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2245         return 0;
2246
2247       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2248         {
2249           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2250           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2251
2252           /* If either of the template parameters are invalid, assume
2253              they match for the sake of error recovery. */
2254           if (parm1 == error_mark_node || parm2 == error_mark_node)
2255             return 1;
2256
2257           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2258             return 0;
2259
2260           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
2261             continue;
2262           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2263             return 0;
2264         }
2265     }
2266
2267   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2268     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2269        other.  */
2270     return 0;
2271
2272   return 1;
2273 }
2274
2275 /* Complain if DECL shadows a template parameter.
2276
2277    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
2278    scope (including nested scopes).  */
2279
2280 void
2281 check_template_shadow (tree decl)
2282 {
2283   tree olddecl;
2284
2285   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
2286      parameter.  */
2287   if (!current_template_parms)
2288     return;
2289
2290   /* Figure out what we're shadowing.  */
2291   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
2292     decl = OVL_CURRENT (decl);
2293   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
2294
2295   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
2296      anything, let alone a template parameter.  */
2297   if (!olddecl)
2298     return;
2299
2300   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
2301      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
2302      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
2303      node.  */
2304   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
2305     return;
2306
2307   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
2308      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
2309      inline member templates.  */
2310   if (decl == olddecl
2311       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
2312     return;
2313
2314   error ("declaration of %q+#D", decl);
2315   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
2316 }
2317
2318 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
2319    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
2320
2321 static tree
2322 build_template_parm_index (int index,
2323                            int level,
2324                            int orig_level,
2325                            tree decl,
2326                            tree type)
2327 {
2328   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
2329   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
2330   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
2331   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
2332   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
2333   TREE_TYPE (t) = type;
2334   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
2335   TREE_INVARIANT (t) = TREE_INVARIANT (decl);
2336   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
2337
2338   return t;
2339 }
2340
2341 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
2342    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
2343    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
2344    new one is created.  */
2345
2346 static tree
2347 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels)
2348 {
2349   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
2350       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
2351           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
2352     {
2353       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
2354       tree decl, t;
2355
2356       decl = build_decl (TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
2357       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
2358       TREE_INVARIANT (decl) = TREE_INVARIANT (orig_decl);
2359       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
2360       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2361       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2362
2363       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
2364                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
2365                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
2366                                      decl, type);
2367       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
2368
2369         /* Template template parameters need this.  */
2370       if (TREE_CODE (decl) != CONST_DECL)
2371         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl)
2372           = DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index));
2373     }
2374
2375   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
2376 }
2377
2378 /* Process information from new template parameter PARM and append it to the
2379    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
2380    IS_NON_TYPE is true.  */
2381
2382 tree
2383 process_template_parm (tree list, tree parm, bool is_non_type)
2384 {
2385   tree decl = 0;
2386   tree defval;
2387   tree err_parm_list;
2388   int idx = 0;
2389
2390   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
2391   defval = TREE_PURPOSE (parm);
2392
2393   if (list)
2394     {
2395       tree p = tree_last (list);
2396
2397       if (p && TREE_VALUE (p) != error_mark_node)
2398         {
2399           p = TREE_VALUE (p);
2400           if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
2401             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
2402           else
2403             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
2404         }
2405
2406       ++idx;
2407     }
2408   else
2409     idx = 0;
2410
2411   if (is_non_type)
2412     {
2413       parm = TREE_VALUE (parm);
2414
2415       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2416
2417       if (TREE_TYPE (parm) == error_mark_node)
2418         {
2419           err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
2420           TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
2421            return chainon (list, err_parm_list);
2422         }
2423       else
2424       {
2425         /* [temp.param]
2426
2427            The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
2428            ignored when determining its type.  */
2429         TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
2430         if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
2431           {
2432             err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
2433             TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
2434              return chainon (list, err_parm_list);
2435           }
2436       }
2437
2438       /* A template parameter is not modifiable.  */
2439       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
2440       TREE_INVARIANT (parm) = 1;
2441       TREE_READONLY (parm) = 1;
2442       decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
2443       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
2444       TREE_INVARIANT (decl) = 1;
2445       TREE_READONLY (decl) = 1;
2446       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
2447         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2448                                      processing_template_decl,
2449                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2450     }
2451   else
2452     {
2453       tree t;
2454       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
2455
2456       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2457         {
2458           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
2459           /* This is for distinguishing between real templates and template
2460              template parameters */
2461           TREE_TYPE (parm) = t;
2462           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
2463           decl = parm;
2464         }
2465       else
2466         {
2467           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
2468           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
2469           decl = build_decl (TYPE_DECL, parm, t);
2470         }
2471
2472       TYPE_NAME (t) = decl;
2473       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
2474       parm = decl;
2475       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
2476         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2477                                      processing_template_decl,
2478                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2479     }
2480   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2481   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2482   pushdecl (decl);
2483   parm = build_tree_list (defval, parm);
2484   return chainon (list, parm);
2485 }
2486
2487 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
2488    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
2489    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
2490    as PARM_DECLs.  */
2491
2492 tree
2493 end_template_parm_list (tree parms)
2494 {
2495   int nparms;
2496   tree parm, next;
2497   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
2498
2499   current_template_parms
2500     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
2501                  saved_parmlist, current_template_parms);
2502
2503   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
2504     {
2505       next = TREE_CHAIN (parm);
2506       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
2507       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
2508     }
2509
2510   --processing_template_parmlist;
2511
2512   return saved_parmlist;
2513 }
2514
2515 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
2516
2517 void
2518 end_template_decl (void)
2519 {
2520   reset_specialization ();
2521
2522   if (! processing_template_decl)
2523     return;
2524
2525   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
2526   finish_scope ();
2527
2528   --processing_template_decl;
2529   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
2530 }
2531
2532 /* Given a template argument vector containing the template PARMS.
2533    The innermost PARMS are given first.  */
2534
2535 static tree
2536 current_template_args (void)
2537 {
2538   tree header;
2539   tree args = NULL_TREE;
2540   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2541   int l = length;
2542
2543   /* If there is only one level of template parameters, we do not
2544      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
2545      TREE_VEC containing the arguments.  */
2546   if (length > 1)
2547     args = make_tree_vec (length);
2548
2549   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
2550     {
2551       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
2552       int i;
2553
2554       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
2555       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
2556         {
2557           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
2558
2559           /* T will be a list if we are called from within a
2560              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
2561              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
2562           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
2563             {
2564               t = TREE_VALUE (t);
2565
2566               if (t != error_mark_node)
2567                 {
2568                   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
2569                       || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
2570                     t = TREE_TYPE (t);
2571                   else
2572                     t = DECL_INITIAL (t);
2573                 }
2574
2575               TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
2576             }
2577         }
2578
2579       if (length > 1)
2580         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
2581       else
2582         args = a;
2583     }
2584
2585   return args;
2586 }
2587
2588 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
2589    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
2590    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
2591
2592 static tree
2593 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
2594 {
2595   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
2596   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
2597   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
2598   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
2599   if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
2600     {
2601       DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl) = DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl);
2602       DECL_CONSTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2603       DECL_DESTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_DESTRUCTOR_P (decl);
2604       DECL_NONCONVERTING_P (tmpl) = DECL_NONCONVERTING_P (decl);
2605       DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (tmpl) = DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (decl);
2606       if (DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl))
2607         SET_OVERLOADED_OPERATOR_CODE (tmpl,
2608                                       DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl));
2609     }
2610
2611   return tmpl;
2612 }
2613
2614 struct template_parm_data
2615 {
2616   /* The level of the template parameters we are currently
2617      processing.  */
2618   int level;
2619
2620   /* The index of the specialization argument we are currently
2621      processing.  */
2622   int current_arg;
2623
2624   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
2625      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
2626      of the arguments processed so far.  */
2627   int* parms;
2628
2629   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
2630      elements are nonzero if the argument makes use of template
2631      parameters of this level.  */
2632   int* arg_uses_template_parms;
2633 };
2634
2635 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
2636    parameter in a partial specialization is used in the explicit
2637    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
2638    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
2639    appropriately.  */
2640
2641 static int
2642 mark_template_parm (tree t, void* data)
2643 {
2644   int level;
2645   int idx;
2646   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
2647
2648   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2649     {
2650       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2651       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
2652     }
2653   else
2654     {
2655       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2656       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
2657     }
2658
2659   if (level == tpd->level)
2660     {
2661       tpd->parms[idx] = 1;
2662       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
2663     }
2664
2665   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
2666      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
2667   return 0;
2668 }
2669
2670 /* Process the partial specialization DECL.  */
2671
2672 static tree
2673 process_partial_specialization (tree decl)
2674 {
2675   tree type = TREE_TYPE (decl);
2676   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
2677   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
2678   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
2679   tree inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
2680   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
2681   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
2682   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2683   int  i;
2684   int did_error_intro = 0;
2685   struct template_parm_data tpd;
2686   struct template_parm_data tpd2;
2687
2688   /* We check that each of the template parameters given in the
2689      partial specialization is used in the argument list to the
2690      specialization.  For example:
2691
2692        template <class T> struct S;
2693        template <class T> struct S<T*>;
2694
2695      The second declaration is OK because `T*' uses the template
2696      parameter T, whereas
2697
2698        template <class T> struct S<int>;
2699
2700      is no good.  Even trickier is:
2701
2702        template <class T>
2703        struct S1
2704        {
2705           template <class U>
2706           struct S2;
2707           template <class U>
2708           struct S2<T>;
2709        };
2710
2711      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
2712      full-specialization.  Of course,
2713
2714           template <class U>
2715           struct S2<T (*)(U)>;
2716
2717      or some such would have been OK.  */
2718   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2719   tpd.parms = (int *) alloca (sizeof (int) * ntparms);
2720   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
2721
2722   tpd.arg_uses_template_parms = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
2723   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2724   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2725     {
2726       tpd.current_arg = i;
2727       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
2728                               &mark_template_parm,
2729                               &tpd,
2730                               NULL);
2731     }
2732   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2733     if (tpd.parms[i] == 0)
2734       {
2735         /* One of the template parms was not used in the
2736            specialization.  */
2737         if (!did_error_intro)
2738           {
2739             error ("template parameters not used in partial specialization:");
2740             did_error_intro = 1;
2741           }
2742
2743         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
2744       }
2745
2746   /* [temp.class.spec]
2747
2748      The argument list of the specialization shall not be identical to
2749      the implicit argument list of the primary template.  */
2750   if (comp_template_args
2751       (inner_args,
2752        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
2753                                                    (maintmpl)))))
2754     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
2755
2756   /* [temp.class.spec]
2757
2758      A partially specialized non-type argument expression shall not
2759      involve template parameters of the partial specialization except
2760      when the argument expression is a simple identifier.
2761
2762      The type of a template parameter corresponding to a specialized
2763      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
2764      specialization.  */
2765   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
2766   tpd2.parms = 0;
2767   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2768     {
2769       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
2770       if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
2771           !TYPE_P (arg)
2772           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
2773           /* This next line is the `argument expression is not just a
2774              simple identifier' condition and also the `specialized
2775              non-type argument' bit.  */
2776           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
2777         {
2778           if (tpd.arg_uses_template_parms[i])
2779             error ("template argument %qE involves template parameter(s)", arg);
2780           else
2781             {
2782               /* Look at the corresponding template parameter,
2783                  marking which template parameters its type depends
2784                  upon.  */
2785               tree type =
2786                 TREE_TYPE (TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms,
2787                                                      i)));
2788
2789               if (!tpd2.parms)
2790                 {
2791                   /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
2792                   tpd2.arg_uses_template_parms
2793                     = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
2794                   /* The number of parameters here is the number in the
2795                      main template, which, as checked in the assertion
2796                      above, is NARGS.  */
2797                   tpd2.parms = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
2798                   tpd2.level =
2799                     TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
2800                 }
2801
2802               /* Mark the template parameters.  But this time, we're
2803                  looking for the template parameters of the main
2804                  template, not in the specialization.  */
2805               tpd2.current_arg = i;
2806               tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
2807               memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2808               for_each_template_parm (type,
2809                                       &mark_template_parm,
2810                                       &tpd2,
2811                                       NULL);
2812
2813               if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
2814                 {
2815                   /* The type depended on some template parameters.
2816                      If they are fully specialized in the
2817                      specialization, that's OK.  */
2818                   int j;
2819                   for (j = 0; j < nargs; ++j)
2820                     if (tpd2.parms[j] != 0
2821                         && tpd.arg_uses_template_parms [j])
2822                       {
2823                         error ("type %qT of template argument %qE depends "
2824                                "on template parameter(s)",
2825                                type,
2826                                arg);
2827                         break;
2828                       }
2829                 }
2830             }
2831         }
2832     }
2833
2834   if (retrieve_specialization (maintmpl, specargs,
2835                                /*class_specializations_p=*/true))
2836     /* We've already got this specialization.  */
2837     return decl;
2838
2839   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
2840     = tree_cons (specargs, inner_parms,
2841                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
2842   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
2843   return decl;
2844 }
2845
2846 /* Check that a template declaration's use of default arguments is not
2847    invalid.  Here, PARMS are the template parameters.  IS_PRIMARY is
2848    nonzero if DECL is the thing declared by a primary template.
2849    IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial specialization.  */
2850
2851 static void
2852 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, int is_partial)
2853 {
2854   const char *msg;
2855   int last_level_to_check;
2856   tree parm_level;
2857
2858   /* [temp.param]
2859
2860      A default template-argument shall not be specified in a
2861      function template declaration or a function template definition, nor
2862      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
2863      class template.  */
2864
2865   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
2866     /* You can't have a function template declaration in a local
2867        scope, nor you can you define a member of a class template in a
2868        local scope.  */
2869     return;
2870
2871   if (current_class_type
2872       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
2873       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2874       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
2875          or a member function.  */
2876       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2877           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
2878           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
2879           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
2880           : false)
2881       /* And, if it was a member function, it really was defined in
2882          the scope of the class.  */
2883       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2884           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
2885     /* We already checked these parameters when the template was
2886        declared, so there's no need to do it again now.  This function
2887        was defined in class scope, but we're processing it's body now
2888        that the class is complete.  */
2889     return;
2890
2891   /* [temp.param]
2892
2893      If a template-parameter has a default template-argument, all
2894      subsequent template-parameters shall have a default
2895      template-argument supplied.  */
2896   for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2897     {
2898       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2899       int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2900       int seen_def_arg_p = 0;
2901       int i;
2902
2903       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2904         {
2905           tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
2906
2907           if (parm == error_mark_node)
2908             continue;
2909
2910           if (TREE_PURPOSE (parm))
2911             seen_def_arg_p = 1;
2912           else if (seen_def_arg_p)
2913             {
2914               error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
2915               /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
2916                  there should have been a default argument.  */
2917               TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
2918             }
2919         }
2920     }
2921
2922   if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL || is_partial || !is_primary)
2923     /* For an ordinary class template, default template arguments are
2924        allowed at the innermost level, e.g.:
2925          template <class T = int>
2926          struct S {};
2927        but, in a partial specialization, they're not allowed even
2928        there, as we have in [temp.class.spec]:
2929
2930          The template parameter list of a specialization shall not
2931          contain default template argument values.
2932
2933        So, for a partial specialization, or for a function template,
2934        we look at all of them.  */
2935     ;
2936   else
2937     /* But, for a primary class template that is not a partial
2938        specialization we look at all template parameters except the
2939        innermost ones.  */
2940     parms = TREE_CHAIN (parms);
2941
2942   /* Figure out what error message to issue.  */
2943   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2944     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
2945   else if (is_partial)
2946     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
2947   else
2948     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2949
2950   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
2951     /* If we're inside a class definition, there's no need to
2952        examine the parameters to the class itself.  On the one
2953        hand, they will be checked when the class is defined, and,
2954        on the other, default arguments are valid in things like:
2955          template <class T = double>
2956          struct S { template <class U> void f(U); };
2957        Here the default argument for `S' has no bearing on the
2958        declaration of `f'.  */
2959     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
2960   else
2961     /* Check everything.  */
2962     last_level_to_check = 0;
2963
2964   for (parm_level = parms;
2965        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
2966        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2967     {
2968       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2969       int i;
2970       int ntparms;
2971
2972       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2973       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2974         {
2975           if (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i) == error_mark_node)
2976             continue;
2977
2978           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
2979             {
2980               if (msg)
2981                 {
2982                   error (msg, decl);
2983                   msg = 0;
2984                 }
2985
2986               /* Clear out the default argument so that we are not
2987                  confused later.  */
2988               TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
2989             }
2990         }
2991
2992       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
2993          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
2994       if (msg)
2995         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2996     }
2997 }
2998
2999 /* Worker for push_template_decl_real, called via
3000    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
3001    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
3002    parameter of that level, return nonzero.  */
3003
3004 static int
3005 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
3006 {
3007   int this_level = *(int *)data;
3008   int level;
3009
3010   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3011     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
3012   else
3013     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
3014   return level == this_level;
3015 }
3016
3017 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
3018    parameters given by current_template_args, or reuses a
3019    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
3020    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
3021
3022    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
3023
3024 tree
3025 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
3026 {
3027   tree tmpl;
3028   tree args;
3029   tree info;
3030   tree ctx;
3031   int primary;
3032   int is_partial;
3033   int new_template_p = 0;
3034   /* True if the template is a member template, in the sense of
3035      [temp.mem].  */
3036   bool member_template_p = false;
3037
3038   if (decl == error_mark_node)
3039     return decl;
3040
3041   /* See if this is a partial specialization.  */
3042   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3043                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3044                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
3045
3046   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
3047     is_friend = true;
3048
3049   if (is_friend)
3050     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
3051        the type of which it is a friend.  */
3052     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
3053   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
3054            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
3055     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
3056        it is defined.  */
3057     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
3058   else
3059     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
3060        is assumed to be a member of the class.  */
3061     ctx = current_scope ();
3062
3063   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
3064     ctx = NULL_TREE;
3065
3066   if (!DECL_CONTEXT (decl))
3067     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
3068
3069   /* See if this is a primary template.  */
3070   if (is_friend && ctx)
3071     /* A friend template that specifies a class context, i.e.
3072          template <typename T> friend void A<T>::f();
3073        is not primary.  */
3074     primary = 0;
3075   else
3076     primary = template_parm_scope_p ();
3077
3078   if (primary)
3079     {
3080       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
3081         member_template_p = true;
3082       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
3083           && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
3084         error ("template class without a name");
3085       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
3086         {
3087           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
3088             {
3089               /* [temp.mem]
3090
3091                  A destructor shall not be a member template.  */
3092               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
3093               return error_mark_node;
3094             }
3095           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
3096               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
3097                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
3098                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
3099                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
3100                       == void_list_node)))
3101             {
3102               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
3103
3104                  An allocation function can be a function
3105                  template. ... Template allocation functions shall
3106                  have two or more parameters.  */
3107               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
3108               return error_mark_node;
3109             }
3110         }
3111       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3112                && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
3113         /* OK */;
3114       else
3115         {
3116           error ("template declaration of %q#D", decl);
3117           return error_mark_node;
3118         }
3119     }
3120
3121   /* Check to see that the rules regarding the use of default
3122      arguments are not being violated.  */
3123   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
3124                            primary, is_partial);
3125
3126   if (is_partial)
3127     return process_partial_specialization (decl);
3128
3129   args = current_template_args ();
3130
3131   if (!ctx
3132       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
3133       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
3134       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
3135     {
3136       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3137           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
3138           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
3139         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3140       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
3141          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
3142          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
3143       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3144                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3145                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3146         {
3147           /* Since a template declaration already existed for this
3148              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
3149              that the redeclaration is valid.  */
3150           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
3151                                     current_template_parms);
3152           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
3153              one we already had.  */
3154           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3155         }
3156       else
3157         {
3158           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3159                                       member_template_p);
3160           new_template_p = 1;
3161
3162           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3163               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
3164             {
3165               /* A specialization of a member template of a template
3166                  class.  */
3167               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
3168               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
3169               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
3170             }
3171         }
3172     }
3173   else
3174     {
3175       tree a, t, current, parms;
3176       int i;
3177
3178       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3179         {
3180           if ((IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)))
3181                || TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) == ENUMERAL_TYPE)
3182               && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3183               && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3184             tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3185           else
3186             {
3187               error ("%qD does not declare a template type", decl);
3188               return decl;
3189             }
3190         }
3191       else if (!DECL_LANG_SPECIFIC (decl) || !DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
3192         {
3193           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
3194           return decl;
3195         }
3196       else
3197         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3198
3199       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
3200           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
3201           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
3202           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
3203         {
3204           tree new_tmpl;
3205
3206           /* The declaration is a specialization of a member
3207              template, declared outside the class.  Therefore, the
3208              innermost template arguments will be NULL, so we
3209              replace them with the arguments determined by the
3210              earlier call to check_explicit_specialization.  */
3211           args = DECL_TI_ARGS (decl);
3212
3213           new_tmpl
3214             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3215                                    member_template_p);
3216           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
3217           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3218           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
3219           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
3220           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
3221             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3222
3223           register_specialization (new_tmpl,
3224                                    most_general_template (tmpl),
3225                                    args,
3226                                    is_friend);
3227           return decl;
3228         }
3229
3230       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
3231
3232       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3233       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
3234       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
3235         {
3236           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
3237                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
3238         }
3239       else
3240         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
3241           {
3242             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
3243             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3244
3245             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
3246               {
3247                 if (current == decl)
3248                   error ("got %d template parameters for %q#D",
3249                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
3250                 else
3251                   error ("got %d template parameters for %q#T",
3252                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
3253                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
3254                 return error_mark_node;
3255               }
3256
3257             /* Perhaps we should also check that the parms are used in the
3258                appropriate qualifying scopes in the declarator?  */
3259
3260             if (current == decl)
3261               current = ctx;
3262             else
3263               current = TYPE_CONTEXT (current);
3264           }
3265     }
3266
3267   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
3268   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3269
3270   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
3271      that we do not try to push a global template friend declared in a
3272      template class; such a thing may well depend on the template
3273      parameters of the class.  */
3274   if (new_template_p && !ctx
3275       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
3276     {
3277       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
3278       if (tmpl == error_mark_node)
3279         return error_mark_node;
3280
3281       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
3282       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3283         {
3284           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
3285           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
3286         }
3287     }
3288
3289   if (primary)
3290     {
3291       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
3292       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
3293         {
3294           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
3295
3296           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
3297              depends on innermost template operands.  */
3298
3299           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
3300                                          depth))
3301             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
3302         }
3303     }
3304
3305   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
3306      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
3307      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
3308      argument levels if necessary.  */
3309   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
3310     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
3311
3312   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3313
3314   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
3315     {
3316       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
3317       if ((!ctx || TREE_CODE (ctx) != FUNCTION_DECL)
3318           && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3319           /* Don't change the name if we've already set it up.  */
3320           && !IDENTIFIER_TEMPLATE (DECL_NAME (decl)))
3321         DECL_NAME (decl) = classtype_mangled_name (TREE_TYPE (decl));
3322     }
3323   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
3324     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
3325
3326   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
3327 }
3328
3329 tree
3330 push_template_decl (tree decl)
3331 {
3332   return push_template_decl_real (decl, false);
3333 }
3334
3335 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
3336    template PARMS, e.g.:
3337
3338      template <class T> struct S;
3339      template <class T> struct S {};  */
3340
3341 bool
3342 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
3343 {
3344   tree tmpl;
3345   tree tmpl_parms;
3346   int i;
3347
3348   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
3349     {
3350       error ("%qT is not a template type", type);
3351       return false;
3352     }
3353
3354   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
3355   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
3356     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
3357        about here; there are no new template parameters for the nested
3358        type.  */
3359     return true;
3360
3361   if (!parms)
3362     {
3363       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
3364              tmpl);
3365       return false;
3366     }
3367
3368   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3369   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3370
3371   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
3372     {
3373       error ("previous declaration %q+D", tmpl);
3374       error ("used %d template parameter(s) instead of %d",
3375              TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
3376              TREE_VEC_LENGTH (parms));
3377       return false;
3378     }
3379
3380   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
3381     {
3382       tree tmpl_parm;
3383       tree parm;
3384       tree tmpl_default;
3385       tree parm_default;
3386
3387       if (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i) == error_mark_node
3388           || TREE_VEC_ELT (parms, i) == error_mark_node)
3389         continue;
3390
3391       tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3392       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3393       tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3394       parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3395
3396       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
3397          TEMPLATE_DECL.  */
3398       if (tmpl_parm != error_mark_node
3399            && (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
3400            || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
3401                && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm)))))
3402         {
3403           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
3404           error ("redeclared here as %q#D", parm);
3405           return false;
3406         }
3407
3408       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
3409         {
3410           /* We have in [temp.param]:
3411
3412              A template-parameter may not be given default arguments
3413              by two different declarations in the same scope.  */
3414           error ("redefinition of default argument for %q#D", parm);
3415           error ("%J  original definition appeared here", tmpl_parm);
3416           return false;
3417         }
3418
3419       if (parm_default != NULL_TREE)
3420         /* Update the previous template parameters (which are the ones
3421            that will really count) with the new default value.  */
3422         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
3423       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
3424         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
3425            parameters for any members.  */
3426         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
3427     }
3428
3429     return true;
3430 }
3431
3432 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
3433    (possibly simplified) expression.  */
3434
3435 tree
3436 fold_non_dependent_expr (tree expr)
3437 {
3438   if (expr == NULL_TREE)
3439     return NULL_TREE;
3440
3441   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
3442      it.  We're supposed to treat:
3443
3444        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
3445        template <typename T> void f(T[2]);
3446
3447      as two declarations of the same function, for example.  */
3448   if (processing_template_decl
3449       && !type_dependent_expression_p (expr)
3450       && !value_dependent_expression_p (expr))
3451     {
3452       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
3453
3454       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
3455       processing_template_decl = 0;
3456       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
3457                                     /*args=*/NULL_TREE,
3458                                     tf_error,
3459                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
3460                                     /*function_p=*/false,
3461                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
3462       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
3463     }
3464   return expr;
3465 }
3466
3467 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
3468    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
3469    Extract the innest constant expression.
3470
3471    This is basically a more powerful version of
3472    integral_constant_value, which can be used also in templates where
3473    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
3474    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
3475
3476 static tree
3477 fold_decl_constant_value (tree expr)
3478 {
3479   tree const_expr = expr;
3480   do
3481     {
3482       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
3483       const_expr = integral_constant_value (expr);
3484     }
3485   while (expr != const_expr);
3486
3487   return expr;
3488 }
3489
3490 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
3491    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
3492    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
3493    and check that the resulting function has external linkage.  */
3494
3495 static tree
3496 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
3497 {
3498   tree fns = expr;
3499   tree fn, fn_no_ptr;
3500
3501   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
3502   if (fn == error_mark_node)
3503     return error_mark_node;
3504
3505   fn_no_ptr = fn;
3506   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
3507     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
3508   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == BASELINK)
3509     fn_no_ptr = BASELINK_FUNCTIONS (fn_no_ptr);
3510  
3511   /* [temp.arg.nontype]/1
3512
3513      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3514      shall be one of:
3515      [...]
3516      -- the address of an object or function with external linkage.  */
3517   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
3518     {
3519       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3520              "because function %qD has not external linkage",
3521              expr, type, fn_no_ptr);
3522       return NULL_TREE;
3523     }
3524
3525   return fn;
3526 }
3527
3528 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
3529    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
3530    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
3531    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
3532    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
3533    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
3534    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
3535    must be non-dependent.
3536
3537    The conversion follows the special rules described in
3538    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
3539    conversion.
3540
3541    This function is called twice for each template argument (see
3542    lookup_template_class for a more accurate description of this
3543    problem). This means that we need to handle expressions which
3544    are not valid in a C++ source, but can be created from the
3545    first call (for instance, casts to perform conversions). These
3546    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
3547
3548 static tree
3549 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
3550 {
3551   tree expr_type;
3552
3553   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
3554      This special-case is not needed for correctness (we would easily
3555      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
3556      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
3557      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
3558   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
3559     {
3560       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3561              "because string literals can never be used in this context",
3562              expr, type);
3563       return NULL_TREE;
3564     }
3565
3566   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
3567      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
3568      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
3569      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
3570      so that access checking can be performed when the template is
3571      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
3572      convert the argument.  */
3573   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
3574   if (error_operand_p (expr))
3575     return error_mark_node;
3576   expr_type = TREE_TYPE (expr);
3577
3578   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
3579      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
3580      which is the tree that we built on the first call (see
3581      below when coercing to reference to object or to reference to
3582      function). We just strip everything and get to the arg.
3583      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
3584      for examples.  */
3585   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
3586     {
3587       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
3588         {
3589           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
3590              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
3591              could actually change the type to something more cv-qualified,
3592              and this is not folded by convert_from_reference.  */
3593           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3594           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
3595           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
3596           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
3597           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
3598                       (TREE_TYPE (expr_type),
3599                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
3600
3601           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
3602           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3603         }
3604
3605       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
3606          parameter is a pointer to object, through decay and
3607          qualification conversion. Let's strip everything.  */
3608       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3609         {
3610           STRIP_NOPS (expr);
3611           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
3612           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
3613           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
3614              an array. Otherwise, it is part of the original argument
3615              in the source code.  */
3616           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
3617             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3618           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3619         }
3620     }
3621
3622   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
3623
3624      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
3625      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
3626      (_conv.integral_) are applied.  */
3627   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3628     {
3629       if (!INTEGRAL_TYPE_P (expr_type))
3630         return error_mark_node;
3631
3632       expr = fold_decl_constant_value (expr);
3633       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
3634          do not fold into integer constants.  */
3635       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
3636         {
3637           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3638                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
3639           return NULL_TREE;
3640         }
3641
3642       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
3643          because we already know that the expression is of integral
3644          type.  */
3645       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
3646       if (expr == error_mark_node)
3647         return error_mark_node;
3648
3649       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
3650       expr = fold (expr);
3651     }
3652   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
3653
3654      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
3655      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
3656      conversion (_conv.array_) are applied.  */
3657   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3658     {
3659       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
3660
3661          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3662          shall be one of: [...]
3663
3664          -- the name of a non-type template-parameter;
3665          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
3666             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
3667             refers to a function or array, or if the corresponding
3668             template-parameter is a reference.
3669
3670         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
3671         for a parameter of type pointer-to-object.  */
3672
3673       if (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr))
3674         /* Non-type template parameters are OK.  */
3675         ;
3676       else if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR
3677                && TREE_CODE (expr_type) != ARRAY_TYPE)
3678         {
3679           if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
3680             {
3681               error ("%qD is not a valid template argument "
3682                      "because %qD is a variable, not the address of "
3683                      "a variable",
3684                      expr, expr);
3685               return NULL_TREE;
3686             }
3687           /* Other values, like integer constants, might be valid
3688              non-type arguments of some other type.  */
3689           return error_mark_node;
3690         }
3691       else
3692         {
3693           tree decl;
3694
3695           decl = ((TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3696                   ? TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
3697           if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
3698             {
3699               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
3700                      "because %qE is not a variable",
3701                      expr, type, decl);
3702               return NULL_TREE;
3703             }
3704           else if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (decl))
3705             {
3706               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
3707                      "because %qD does not have external linkage",
3708                      expr, type, decl);
3709               return NULL_TREE;
3710             }
3711         }
3712
3713       expr = decay_conversion (expr);
3714       if (expr == error_mark_node)
3715         return error_mark_node;
3716
3717       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3718       if (expr == error_mark_node)
3719         return error_mark_node;
3720     }
3721   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
3722
3723      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
3724      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
3725      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
3726      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
3727      template-argument, which must be an lvalue.  */
3728   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
3729     {
3730       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
3731                                                       expr_type))
3732         return error_mark_node;
3733
3734       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
3735         {
3736           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3737                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
3738           return NULL_TREE;
3739         }
3740
3741       if (!real_lvalue_p (expr))
3742         {
3743           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3744                  "because it is not an lvalue", expr, type);
3745           return NULL_TREE;
3746         }
3747
3748       /* [temp.arg.nontype]/1
3749
3750          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3751          shall be one of: [...]
3752
3753          -- the address of an object or function with external linkage.  */
3754       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
3755         {
3756           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3757                  "because object %qD has not external linkage",
3758                  expr, type, expr);
3759           return NULL_TREE;
3760         }
3761
3762       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3763     }
3764   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
3765
3766      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
3767      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
3768      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
3769      pointer to such), the matching function is selected from the set
3770      (_over.over_).  */
3771   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
3772     {
3773       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
3774          context information to decay the pointer.  */
3775       if (!type_unknown_p (expr_type))
3776         {
3777           expr = decay_conversion (expr);
3778           if (expr == error_mark_node)
3779             return error_mark_node;
3780         }
3781
3782       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
3783       if (!expr || expr == error_mark_node)
3784         return expr;
3785     }
3786   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
3787
3788      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
3789      conversions apply. If the template-argument represents a set of
3790      overloaded functions, the matching function is selected from the set
3791      (_over.over_).  */
3792   else if (TYPE_REFFN_P (type))
3793     {
3794       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3795         {
3796           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3797                  "because it is a pointer", expr, type);
3798           inform ("try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
3799           return NULL_TREE;
3800         }
3801
3802       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
3803       if (!expr || expr == error_mark_node)
3804         return expr;
3805
3806       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3807     }
3808   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
3809
3810      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
3811      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
3812      overloaded member functions, the matching member function is selected
3813      from the set (_over.over_).  */
3814   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
3815     {
3816       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
3817       if (expr == error_mark_node)
3818         return error_mark_node;
3819
3820       /* There is no way to disable standard conversions in
3821          resolve_address_of_overloaded_function (called by
3822          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
3823          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
3824          to reject this conversion here.
3825
3826          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
3827          it would still be better to reject them here so that we can
3828          provide a superior diagnostic.  */
3829       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
3830         {
3831           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
3832           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
3833           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3834                  "because it is of type %qT", expr, type,
3835                  TREE_TYPE (expr));
3836           inform ("standard conversions are not allowed in this context");
3837           return NULL_TREE;
3838         }
3839     }
3840   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
3841
3842      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
3843      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
3844   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
3845     {
3846       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3847       if (expr == error_mark_node)
3848         return expr;
3849     }
3850   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
3851   else
3852     gcc_unreachable ();
3853
3854   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
3855      right type?  */
3856   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
3857   return expr;
3858 }
3859
3860
3861 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
3862    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
3863    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
3864    or PARM_DECL.
3865
3866    Consider the example:
3867      template <class T> class A;
3868      template<template <class U> class TT> class B;
3869
3870    For B<A>, PARM_PARMS are the parameters to TT, while ARG_PARMS are
3871    the parameters to A, and OUTER_ARGS contains A.  */
3872
3873 static int
3874 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
3875                                 tree arg_parms,
3876                                 tsubst_flags_t complain,
3877                                 tree in_decl,
3878                                 tree outer_args)
3879 {
3880   int nparms, nargs, i;
3881   tree parm, arg;
3882
3883   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
3884   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
3885
3886   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
3887   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
3888
3889   if (nargs != nparms)
3890     return 0;
3891
3892   for (i = 0; i < nparms; ++i)
3893     {
3894       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node
3895           || TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
3896         continue;
3897
3898       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
3899       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
3900
3901       if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
3902           || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
3903         return 0;
3904
3905       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
3906         return 0;
3907
3908       switch (TREE_CODE (parm))
3909         {
3910         case TYPE_DECL:
3911           break;
3912
3913         case TEMPLATE_DECL:
3914           /* We encounter instantiations of templates like
3915                template <template <template <class> class> class TT>
3916                class C;  */
3917           {
3918             tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3919             tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3920
3921             if (!coerce_template_template_parms
3922                 (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
3923               return 0;
3924           }
3925           break;
3926
3927         case PARM_DECL:
3928           /* The tsubst call is used to handle cases such as
3929
3930                template <int> class C {};
3931                template <class T, template <T> class TT> class D {};
3932                D<int, C> d;
3933
3934              i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
3935           if (!dependent_type_p (TREE_TYPE (arg))
3936               && !same_type_p
3937                     (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
3938                              TREE_TYPE (arg)))
3939             return 0;
3940           break;
3941
3942         default:
3943           gcc_unreachable ();
3944         }
3945     }
3946   return 1;
3947 }
3948
3949 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
3950    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
3951    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
3952    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
3953    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
3954    the full set of template arguments deduced so far.  */
3955
3956 static tree
3957 convert_template_argument (tree parm,
3958                            tree arg,
3959                            tree args,
3960                            tsubst_flags_t complain,
3961                            int i,
3962                            tree in_decl)
3963 {
3964   tree val;
3965   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
3966
3967   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
3968       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
3969     {
3970       /* The template argument was the name of some
3971          member function.  That's usually
3972          invalid, but static members are OK.  In any
3973          case, grab the underlying fields/functions
3974          and issue an error later if required.  */
3975       arg = TREE_VALUE (arg);
3976       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
3977     }
3978
3979   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
3980   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
3981                    || requires_tmpl_type);
3982
3983   is_tmpl_type = ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
3984                    && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
3985                   || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3986                   || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
3987
3988   if (is_tmpl_type
3989       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3990           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
3991     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
3992
3993   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
3994
3995   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
3996       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
3997     {
3998       pedwarn ("to refer to a type member of a template parameter, "
3999                "use %<typename %E%>", arg);
4000
4001       arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
4002                                 TREE_OPERAND (arg, 1),
4003                                 typename_type,
4004                                 complain & tf_error);
4005       is_type = 1;
4006     }
4007   if (is_type != requires_type)
4008     {
4009       if (in_decl)
4010         {
4011           if (complain & tf_error)
4012             {
4013               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
4014                      "parameter list for %qD",
4015                      i + 1, in_decl);
4016               if (is_type)
4017                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
4018                        TREE_TYPE (parm),
4019                        (is_tmpl_type ? DECL_NAME (arg) : arg));
4020               else if (requires_tmpl_type)
4021                 error ("  expected a class template, got %qE", arg);
4022               else
4023                 error ("  expected a type, got %qE", arg);
4024             }
4025         }
4026       return error_mark_node;
4027     }
4028   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
4029     {
4030       if (in_decl && (complain & tf_error))
4031         {
4032           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
4033                  "parameter list for %qD",
4034                  i + 1, in_decl);
4035           if (is_tmpl_type)
4036             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
4037           else
4038             error ("  expected a class template, got %qT", arg);
4039         }
4040       return error_mark_node;
4041     }
4042
4043   if (is_type)
4044     {
4045       if (requires_tmpl_type)
4046         {
4047           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
4048             /* The number of argument required is not known yet.
4049                Just accept it for now.  */
4050             val = TREE_TYPE (arg);
4051           else
4052             {
4053               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
4054               tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
4055
4056               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
4057                                                   complain, in_decl,
4058                                                   args))
4059                 {
4060                   val = arg;
4061
4062                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
4063                      TEMPLATE_DECL.  */
4064                   if (val != error_mark_node
4065                       && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
4066                     val = TREE_TYPE (val);
4067                 }
4068               else
4069                 {
4070                   if (in_decl && (complain & tf_error))
4071                     {
4072                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
4073                              "template parameter list for %qD",
4074                              i + 1, in_decl);
4075                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
4076                              parm, arg);
4077                     }
4078
4079                   val = error_mark_node;
4080                 }
4081             }
4082         }
4083       else
4084         val = arg;
4085       /* We only form one instance of each template specialization.
4086          Therefore, if we use a non-canonical variant (i.e., a
4087          typedef), any future messages referring to the type will use
4088          the typedef, which is confusing if those future uses do not
4089          themselves also use the typedef.  */
4090       if (TYPE_P (val))
4091         val = canonical_type_variant (val);
4092     }
4093   else
4094     {
4095       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
4096
4097       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
4098         return error_mark_node;
4099
4100       if (!uses_template_parms (arg) && !uses_template_parms (t))
4101         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
4102            will report errors, which we don't want when complain
4103            is zero.  More importantly, digest_init will try too
4104            hard to convert things: for example, `0' should not be
4105            converted to pointer type at this point according to
4106            the standard.  Accepting this is not merely an
4107            extension, since deciding whether or not these
4108            conversions can occur is part of determining which
4109            function template to call, or whether a given explicit
4110            argument specification is valid.  */
4111         val = convert_nontype_argument (t, arg);
4112       else
4113         val = arg;
4114
4115       if (val == NULL_TREE)
4116         val = error_mark_node;
4117       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
4118         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  arg, t);
4119     }
4120
4121   return val;
4122 }
4123
4124 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
4125    return a vector containing the innermost resulting template
4126    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
4127    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
4128
4129    If REQUIRE_ALL_ARGS is false, argument deduction will be performed
4130    for arguments not specified in ARGS.  Otherwise, if
4131    USE_DEFAULT_ARGS is true, default arguments will be used to fill in
4132    unspecified arguments.  If REQUIRE_ALL_ARGS is true, but
4133    USE_DEFAULT_ARGS is false, then all arguments must be specified in
4134    ARGS.  */
4135
4136 static tree
4137 coerce_template_parms (tree parms,
4138                        tree args,
4139                        tree in_decl,
4140                        tsubst_flags_t complain,
4141                        bool require_all_args,
4142                        bool use_default_args)
4143 {
4144   int nparms, nargs, i, lost = 0;
4145   tree inner_args;
4146   tree new_args;
4147   tree new_inner_args;
4148   bool saved_skip_evaluation;
4149
4150   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
4151   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
4152   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4153
4154   if (nargs > nparms
4155       || (nargs < nparms
4156           && require_all_args
4157           && (!use_default_args
4158               || (TREE_VEC_ELT (parms, nargs) != error_mark_node
4159                   && !TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs))))))
4160     {
4161       if (complain & tf_error)
4162         {
4163           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
4164                  nargs, nparms);
4165
4166           if (in_decl)
4167             error ("provided for %q+D", in_decl);
4168         }
4169
4170       return error_mark_node;
4171     }
4172
4173   /* We need to evaluate the template arguments, even though this
4174      template-id may be nested within a "sizeof".  */
4175   saved_skip_evaluation = skip_evaluation;
4176   skip_evaluation = false;
4177   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
4178   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
4179   for (i = 0; i < nparms; i++)
4180     {
4181       tree arg;
4182       tree parm;
4183
4184       /* Get the Ith template parameter.  */
4185       parm = TREE_VEC_ELT (parms, i);
4186  
4187       if (parm == error_mark_node)
4188       {
4189         TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = error_mark_node;
4190         continue;
4191       }
4192
4193       /* Calculate the Ith argument.  */
4194       if (i < nargs)
4195         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
4196       else if (require_all_args)
4197         /* There must be a default arg in this case.  */
4198         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
4199                                    complain, in_decl);
4200       else
4201         break;
4202
4203       gcc_assert (arg);
4204       if (arg == error_mark_node)
4205         {
4206           if (complain & tf_error)
4207             error ("template argument %d is invalid", i + 1);
4208         }
4209       else
4210         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
4211                                          arg, new_args, complain, i,
4212                                          in_decl);
4213
4214       if (arg == error_mark_node)
4215         lost++;
4216       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = arg;
4217     }
4218   skip_evaluation = saved_skip_evaluation;
4219
4220   if (lost)
4221     return error_mark_node;
4222
4223   return new_inner_args;
4224 }
4225
4226 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
4227
4228 static int
4229 template_args_equal (tree ot, tree nt)
4230 {
4231   if (nt == ot)
4232     return 1;
4233
4234   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
4235     /* For member templates */
4236     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
4237   else if (TYPE_P (nt))
4238     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
4239   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
4240     return 0;
4241   else
4242     return cp_tree_equal (ot, nt);
4243 }
4244
4245 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
4246    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
4247
4248 int
4249 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
4250 {
4251   int i;
4252
4253   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
4254     return 0;
4255
4256   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
4257     {
4258       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
4259       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
4260
4261       if (! template_args_equal (ot, nt))
4262         return 0;
4263     }
4264   return 1;
4265 }
4266
4267 /* Given class template name and parameter list, produce a user-friendly name
4268    for the instantiation.  */
4269
4270 static char *
4271 mangle_class_name_for_template (const char* name, tree parms, tree arglist)
4272 {
4273   static struct obstack scratch_obstack;
4274   static char *scratch_firstobj;
4275   int i, nparms;
4276
4277   if (!scratch_firstobj)
4278     gcc_obstack_init (&scratch_obstack);
4279   else
4280     obstack_free (&scratch_obstack, scratch_firstobj);
4281   scratch_firstobj = (char *) obstack_alloc (&scratch_obstack, 1);
4282
4283 #define ccat(C) obstack_1grow (&scratch_obstack, (C));
4284 #define cat(S)  obstack_grow (&scratch_obstack, (S), strlen (S))
4285
4286   cat (name);
4287   ccat ('<');
4288   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4289   arglist = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
4290   gcc_assert (nparms == TREE_VEC_LENGTH (arglist));
4291   for (i = 0; i < nparms; i++)
4292     {
4293       tree parm;
4294       tree arg;
4295
4296       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4297       arg = TREE_VEC_ELT (arglist, i);
4298
4299       if (parm == error_mark_node)
4300         continue;
4301
4302       if (i)
4303         ccat (',');
4304
4305       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
4306         {
4307           cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4308           continue;
4309         }
4310       else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4311         {
4312           if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
4313             {
4314               /* Already substituted with real template.  Just output
4315                  the template name here */
4316               tree context = DECL_CONTEXT (arg);
4317               if (context)
4318                 {
4319                   /* The template may be defined in a namespace, or
4320                      may be a member template.  */
4321                   gcc_assert (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL
4322                               || CLASS_TYPE_P (context));
4323                   cat (decl_as_string (DECL_CONTEXT (arg),
4324                                       TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4325                   cat ("::");
4326                 }
4327               cat (IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (arg)));
4328             }
4329           else
4330             /* Output the parameter declaration.  */
4331             cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4332           continue;
4333         }
4334       else
4335         gcc_assert (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL);
4336
4337       /* No need to check arglist against parmlist here; we did that
4338          in coerce_template_parms, called from lookup_template_class.  */
4339       cat (expr_as_string (arg, TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4340     }
4341   {
4342     char *bufp = obstack_next_free (&scratch_obstack);
4343     int offset = 0;
4344     while (bufp[offset - 1] == ' ')
4345       offset--;
4346     obstack_blank_fast (&scratch_obstack, offset);
4347
4348     /* B<C<char> >, not B<C<char>> */
4349     if (bufp[offset - 1] == '>')
4350       ccat (' ');
4351   }
4352   ccat ('>');
4353   ccat ('\0');
4354   return (char *) obstack_base (&scratch_obstack);
4355 }
4356
4357 static tree
4358 classtype_mangled_name (tree t)
4359 {
4360   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t)
4361       /* Specializations have already had their names set up in
4362          lookup_template_class.  */
4363       && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
4364     {
4365       tree tmpl = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
4366
4367       /* For non-primary templates, the template parameters are
4368          implicit from their surrounding context.  */
4369       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4370         {
4371           tree name = DECL_NAME (tmpl);
4372           char *mangled_name = mangle_class_name_for_template
4373             (IDENTIFIER_POINTER (name),
4374              DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
4375              CLASSTYPE_TI_ARGS (t));
4376           tree id = get_identifier (mangled_name);
4377           IDENTIFIER_TEMPLATE (id) = name;
4378           return id;
4379         }
4380     }
4381
4382   return TYPE_IDENTIFIER (t);
4383 }
4384
4385 static void
4386 add_pending_template (tree d)
4387 {
4388   tree ti = (TYPE_P (d)
4389              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
4390              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
4391   tree pt;
4392   int level;
4393
4394   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
4395     return;
4396
4397   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
4398      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
4399      Compensate.  */
4400   level = !(current_tinst_level && TINST_DECL (current_tinst_level) == d);
4401
4402   if (level)
4403     push_tinst_level (d);
4404
4405   pt = tree_cons (current_tinst_level, d, NULL_TREE);
4406   if (last_pending_template)
4407     TREE_CHAIN (last_pending_template) = pt;
4408   else
4409     pending_templates = pt;
4410
4411   last_pending_template = pt;
4412
4413   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
4414
4415   if (level)
4416     pop_tinst_level ();
4417 }
4418
4419
4420 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
4421    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
4422    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
4423
4424 tree
4425 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
4426 {
4427   tree type;
4428
4429   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
4430     return error_mark_node;
4431
4432   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
4433   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
4434                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
4435
4436   if (BASELINK_P (fns))
4437     {
4438       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
4439                                          unknown_type_node,
4440                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
4441                                          arglist);
4442       return fns;
4443     }
4444
4445   type = TREE_TYPE (fns);
4446   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
4447     type = unknown_type_node;
4448
4449   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
4450 }
4451
4452 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
4453    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
4454    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
4455    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
4456    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
4457    DECL is returned.  */
4458
4459 tree
4460 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
4461 {
4462   return (decl != NULL_TREE
4463           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4464           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
4465           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4466           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
4467     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
4468 }
4469
4470 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
4471    parameters, find the desired type.
4472
4473    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
4474
4475    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
4476    instantiate.
4477
4478    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
4479    the class we are looking up.
4480
4481    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
4482
4483    If the template class is really a local class in a template
4484    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
4485    being instantiated.
4486
4487    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
4488    template-id: the first time from the parser, while creating the
4489    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
4490    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
4491    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
4492    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
4493
4494 tree
4495 lookup_template_class (tree d1,
4496                        tree arglist,
4497                        tree in_decl,
4498                        tree context,
4499                        int entering_scope,
4500                        tsubst_flags_t complain)
4501 {
4502   tree template = NULL_TREE, parmlist;
4503   tree t;
4504
4505   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
4506
4507   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
4508     {
4509       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
4510       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
4511         template = value;
4512       else
4513         {
4514           if (context)
4515             push_decl_namespace (context);
4516           template = lookup_name (d1);
4517           template = maybe_get_template_decl_from_type_decl (template);
4518           if (context)
4519             pop_decl_namespace ();
4520         }
4521       if (template)
4522         context = DECL_CONTEXT (template);
4523     }
4524   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && IS_AGGR_TYPE (TREE_TYPE (d1)))
4525     {
4526       tree type = TREE_TYPE (d1);
4527
4528       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
4529          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
4530       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
4531         type = TREE_TYPE (type);
4532
4533       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4534         {
4535           template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4536           d1 = DECL_NAME (template);
4537         }
4538     }
4539   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
4540            || (TYPE_P (d1) && IS_AGGR_TYPE (d1)))
4541     {
4542       template = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
4543       d1 = DECL_NAME (template);
4544     }
4545   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
4546            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
4547     {
4548       template = d1;
4549       d1 = DECL_NAME (template);
4550       context = DECL_CONTEXT (template);
4551     }
4552
4553   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
4554   if (! template)
4555     {
4556       if (complain & tf_error)
4557         error ("%qT is not a template", d1);
4558       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4559     }
4560
4561   if (TREE_CODE (template) != TEMPLATE_DECL
4562          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
4563             the user.  */
4564       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (template)
4565           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)))
4566     {
4567       if (complain & tf_error)
4568         {
4569           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
4570           if (in_decl)
4571             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
4572         }
4573       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4574     }
4575
4576   complain &= ~tf_user;
4577
4578   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (template))
4579     {
4580       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
4581          template arguments */
4582
4583       tree parm;
4584       tree arglist2;
4585
4586       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (template);
4587
4588       /* Consider an example where a template template parameter declared as
4589
4590            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
4591
4592          The template parameter level of T and U are one level larger than
4593          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
4594          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
4595          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
4596          available when not appearing as default template argument, can be
4597          obtained from `current_template_args ()'.
4598
4599          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
4600          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
4601          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
4602          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
4603
4604       if (current_template_parms)
4605         arglist = add_to_template_args (current_template_args (), arglist);
4606
4607       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, template,
4608                                         complain,
4609                                         /*require_all_args=*/true,
4610                                         /*use_default_args=*/true);
4611       if (arglist2 == error_mark_node
4612           || (!uses_template_parms (arglist2)
4613               && check_instantiated_args (template, arglist2, complain)))
4614         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4615
4616       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (template), arglist2);
4617       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
4618     }
4619   else
4620     {
4621       tree template_type = TREE_TYPE (template);
4622       tree gen_tmpl;
4623       tree type_decl;
4624       tree found = NULL_TREE;
4625       int arg_depth;
4626       int parm_depth;
4627       int is_partial_instantiation;
4628
4629       gen_tmpl = most_general_template (template);
4630       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
4631       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
4632       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4633
4634       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
4635         {
4636           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
4637              For example, given:
4638
4639                template <class T> struct S1 {
4640                  template <class U> struct S2 {};
4641                  template <class U> struct S2<U*> {};
4642                 };
4643
4644              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
4645              TEMPLATE will be `template <class T> template
4646              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
4647              arguments.  */
4648           arglist
4649             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (template)),
4650                                            arglist);
4651           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4652         }
4653
4654       /* Now we should have enough arguments.  */
4655       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
4656
4657       /* From here on, we're only interested in the most general
4658          template.  */
4659       template = gen_tmpl;
4660
4661       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
4662          actually tsubst'd into the definition to create the
4663          instantiation.  */
4664       if (parm_depth > 1)
4665         {
4666           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
4667           int i;
4668           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4669
4670           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
4671
4672           for (i = saved_depth,
4673                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (template);
4674                i > 0 && t != NULL_TREE;
4675                --i, t = TREE_CHAIN (t))
4676             {
4677               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
4678                                               arglist, template,
4679                                               complain,
4680                                               /*require_all_args=*/true,
4681                                               /*use_default_args=*/true);
4682
4683               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
4684               if (a == error_mark_node)
4685                 {
4686                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4687                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4688                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4689                 }
4690
4691               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
4692
4693               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
4694                  that coerce_template_parms will see only the arguments
4695                  corresponding to the template parameters it is
4696                  examining.  */
4697               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4698             }
4699
4700           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4701           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4702
4703           arglist = bound_args;
4704         }
4705       else
4706         arglist
4707           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
4708                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4709                                    template,
4710                                    complain,
4711                                    /*require_all_args=*/true,
4712                                    /*use_default_args=*/true);
4713
4714       if (arglist == error_mark_node)
4715         /* We were unable to bind the arguments.  */
4716         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4717
4718       /* In the scope of a template class, explicit references to the
4719          template class refer to the type of the template, not any
4720          instantiation of it.  For example, in:
4721
4722            template <class T> class C { void f(C<T>); }
4723
4724          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
4725          class, however, such a reference is an instantiation.  */
4726       if (comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
4727                               arglist))
4728         {
4729           found = template_type;
4730
4731           if (!entering_scope && PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4732             {
4733               tree ctx;
4734
4735               for (ctx = current_class_type;
4736                    ctx && TREE_CODE (ctx) != NAMESPACE_DECL;
4737                    ctx = (TYPE_P (ctx)
4738                           ? TYPE_CONTEXT (ctx)
4739                           : DECL_CONTEXT (ctx)))
4740                 if (TYPE_P (ctx) && same_type_p (ctx, template_type))
4741                   goto found_ctx;
4742
4743               /* We're not in the scope of the class, so the
4744                  TEMPLATE_TYPE is not the type we want after all.  */
4745               found = NULL_TREE;
4746             found_ctx:;
4747             }
4748         }
4749       if (found)
4750         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4751
4752       /* If we already have this specialization, return it.  */
4753       found = retrieve_specialization (template, arglist,
4754                                        /*class_specializations_p=*/false);
4755       if (found)
4756         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4757
4758       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
4759          arguments still involve template parameters.  Note that we set
4760          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
4761          well.  */
4762       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
4763
4764       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
4765          failed.  */
4766       if (!is_partial_instantiation
4767           && check_instantiated_args (template,
4768                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4769                                       complain))
4770         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4771
4772       if (!is_partial_instantiation
4773           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)
4774           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (template)) == NAMESPACE_DECL)
4775         {
4776           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (template),
4777                                       DECL_NAME (template),
4778                                       /*tag_scope=*/ts_global);
4779           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4780         }
4781
4782       context = tsubst (DECL_CONTEXT (template), arglist,
4783                         complain, in_decl);
4784       if (!context)
4785         context = global_namespace;
4786
4787       /* Create the type.  */
4788       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
4789         {
4790           if (!is_partial_instantiation)
4791             {
4792               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
4793               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type));
4794             }
4795           else
4796             /* We don't want to call start_enum for this type, since
4797                the values for the enumeration constants may involve
4798                template parameters.  And, no one should be interested
4799                in the enumeration constants for such a type.  */
4800             t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
4801         }
4802       else
4803         {
4804           t = make_aggr_type (TREE_CODE (template_type));
4805           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
4806             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
4807           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
4808           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
4809
4810           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
4811           if (context == current_function_decl)
4812             pushtag (DECL_NAME (template), t, /*tag_scope=*/ts_current);
4813         }
4814
4815       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
4816          will already be set up.  */
4817       if (!TYPE_NAME (t))
4818         {
4819           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
4820
4821           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (template), t);
4822           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
4823           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
4824           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
4825             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4826         }
4827       else
4828         type_decl = TYPE_NAME (t);
4829
4830       TREE_PRIVATE (type_decl)
4831         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4832       TREE_PROTECTED (type_decl)
4833         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4834       DECL_IN_SYSTEM_HEADER (type_decl)
4835         = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (template);
4836       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
4837         {
4838           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
4839           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
4840         }
4841
4842       /* Set up the template information.  We have to figure out which
4843          template is the immediate parent if this is a full
4844          instantiation.  */
4845       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
4846           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4847         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
4848         found = template;
4849       else
4850         {
4851           /* This is a full instantiation of a member template.  Look
4852              for a partial instantiation of which this is an instance.  */
4853
4854           for (found = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template);
4855                found; found = TREE_CHAIN (found))
4856             {
4857               int success;
4858               tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (found));
4859
4860               /* We only want partial instantiations, here, not
4861                  specializations or full instantiations.  */
4862               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_VALUE (found))
4863                   || !uses_template_parms (TREE_VALUE (found)))
4864                 continue;
4865
4866               /* Temporarily reduce by one the number of levels in the
4867                  ARGLIST and in FOUND so as to avoid comparing the
4868                  last set of arguments.  */
4869               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4870               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found)) --;
4871
4872               /* See if the arguments match.  If they do, then TMPL is
4873                  the partial instantiation we want.  */
4874               success = comp_template_args (TREE_PURPOSE (found), arglist);
4875
4876               /* Restore the argument vectors to their full size.  */
4877               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4878               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found))++;
4879
4880               if (success)
4881                 {
4882                   found = tmpl;
4883                   break;
4884                 }
4885             }
4886
4887           if (!found)
4888             {
4889               /* There was no partial instantiation. This happens
4890                  where C<T> is a member template of A<T> and it's used
4891                  in something like
4892
4893                   template <typename T> struct B { A<T>::C<int> m; };
4894                   B<float>;
4895
4896                  Create the partial instantiation.
4897                */
4898               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4899               found = tsubst (template, arglist, complain, NULL_TREE);
4900               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4901             }
4902         }
4903
4904       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));
4905       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template)
4906         = tree_cons (arglist, t,
4907                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template));
4908
4909       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE
4910           && !is_partial_instantiation)
4911         /* Now that the type has been registered on the instantiations
4912            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
4913            constants may involve the enumeration type itself, we make
4914            sure to register the type first, and then create the
4915            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
4916            constants won't result in recursive calls here; we'll find
4917            the instantiation and exit above.  */
4918         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
4919
4920       /* Reset the name of the type, now that CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO
4921          is set up.  */
4922       if (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE)
4923         DECL_NAME (type_decl) = classtype_mangled_name (t);
4924       if (is_partial_instantiation)
4925         /* If the type makes use of template parameters, the
4926            code that generates debugging information will crash.  */
4927         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
4928
4929       /* Possibly limit visibility based on template args.  */
4930       TREE_PUBLIC (type_decl) = 1;
4931       determine_visibility (type_decl);
4932
4933       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
4934     }
4935   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
4936 }
4937 \f
4938 struct pair_fn_data
4939 {
4940   tree_fn_t fn;
4941   void *data;
4942   struct pointer_set_t *visited;
4943 };
4944
4945 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
4946
4947 static tree
4948 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
4949 {
4950   tree t = *tp;
4951   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
4952   tree_fn_t fn = pfd->fn;
4953   void *data = pfd->data;
4954
4955   if (TYPE_P (t)
4956       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited))
4957     return error_mark_node;
4958
4959   switch (TREE_CODE (t))
4960     {
4961     case RECORD_TYPE:
4962       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
4963         break;
4964       /* Fall through.  */
4965
4966     case UNION_TYPE:
4967     case ENUMERAL_TYPE:
4968       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
4969         *walk_subtrees = 0;
4970       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
4971                                        fn, data, pfd->visited))
4972         return error_mark_node;
4973       break;
4974
4975     case METHOD_TYPE:
4976       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
4977          explicitly here.  */
4978       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
4979                                   pfd->visited))
4980         return error_mark_node;
4981       /* Fall through.  */
4982
4983     case FUNCTION_TYPE:
4984       /* Check the return type.  */
4985       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4986         return error_mark_node;
4987
4988       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
4989          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
4990          contain expressions that involve template parameters.  But,
4991          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
4992          instantiated, they don't contain template parameters, so
4993          there's no point in looking at them then, either.  */
4994       {
4995         tree parm;
4996
4997         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
4998           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
4999                                       pfd->visited))
5000             return error_mark_node;
5001
5002         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
5003            want walk_tree walking into them itself.  */
5004         *walk_subtrees = 0;
5005       }
5006       break;
5007
5008     case TYPEOF_TYPE:
5009       if (for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
5010                                   pfd->visited))
5011         return error_mark_node;
5012       break;
5013
5014     case FUNCTION_DECL:
5015     case VAR_DECL:
5016       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
5017           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
5018                                      pfd->visited))
5019         return error_mark_node;
5020       /* Fall through.  */
5021
5022     case PARM_DECL:
5023     case CONST_DECL:
5024       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
5025           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
5026                                      pfd->visited))
5027         return error_mark_node;
5028       if (DECL_CONTEXT (t)
5029           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
5030                                      pfd->visited))
5031         return error_mark_node;
5032       break;
5033
5034     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
5035       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
5036       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited))
5037         return error_mark_node;
5038       /* Fall through.  */
5039
5040     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
5041     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
5042     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
5043       if (fn && (*fn)(t, data))
5044         return error_mark_node;
5045       else if (!fn)
5046         return error_mark_node;
5047       break;
5048
5049     case TEMPLATE_DECL:
5050       /* A template template parameter is encountered.  */
5051       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
5052           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
5053         return error_mark_node;
5054
5055       /* Already substituted template template parameter */
5056       *walk_subtrees = 0;
5057       break;
5058
5059     case TYPENAME_TYPE:
5060       if (!fn
5061           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
5062                                      data, pfd->visited))
5063         return error_mark_node;
5064       break;
5065
5066     case CONSTRUCTOR:
5067       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
5068           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
5069                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
5070                                      pfd->visited))
5071         return error_mark_node;
5072       break;
5073
5074     case INDIRECT_REF:
5075     case COMPONENT_REF:
5076       /* If there's no type, then this thing must be some expression
5077          involving template parameters.  */
5078       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
5079         return error_mark_node;
5080       break;
5081
5082     case MODOP_EXPR:
5083     case CAST_EXPR:
5084     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
5085     case CONST_CAST_EXPR:
5086     case STATIC_CAST_EXPR:
5087     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
5088     case ARROW_EXPR:
5089     case DOTSTAR_EXPR:
5090     case TYPEID_EXPR:
5091     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
5092       if (!fn)
5093         return error_mark_node;
5094       break;
5095
5096     case BASELINK:
5097       /* If we do not handle this case specially, we end up walking
5098          the BINFO hierarchy, which is circular, and therefore
5099          confuses walk_tree.  */
5100       *walk_subtrees = 0;
5101       if (for_each_template_parm (BASELINK_FUNCTIONS (*tp), fn, data,
5102                                   pfd->visited))
5103         return error_mark_node;
5104       break;
5105
5106     default:
5107       break;
5108     }
5109
5110   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
5111   return NULL_TREE;
5112 }
5113
5114 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
5115    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
5116    call FN with the parameter and the DATA.
5117    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
5118    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
5119    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
5120    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
5121    considered to be the function which always returns 1.  */
5122
5123 static int
5124 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
5125                         struct pointer_set_t *visited)
5126 {
5127   struct pair_fn_data pfd;
5128   int result;
5129
5130   /* Set up.  */
5131   pfd.fn = fn;
5132   pfd.data = data;
5133
5134   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
5135      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
5136      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
5137      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
5138      visited list.)  */
5139   if (visited)
5140     pfd.visited = visited;
5141   else
5142     pfd.visited = pointer_set_create ();
5143   result = walk_tree (&t,
5144                       for_each_template_parm_r,
5145                       &pfd,
5146                       pfd.visited) != NULL_TREE;
5147
5148   /* Clean up.  */
5149   if (!visited)
5150     {
5151       pointer_set_destroy (pfd.visited);
5152       pfd.visited = 0;
5153     }
5154
5155   return result;
5156 }
5157
5158 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
5159
5160 int
5161 uses_template_parms (tree t)
5162 {
5163   bool dependent_p;
5164   int saved_processing_template_decl;
5165
5166   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
5167   if (!saved_processing_template_decl)
5168     processing_template_decl = 1;
5169   if (TYPE_P (t))
5170     dependent_p = dependent_type_p (t);
5171   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
5172     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
5173   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
5174     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
5175                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
5176   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
5177     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
5178   else if (DECL_P (t)
5179            || EXPR_P (t)
5180            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
5181            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
5182            || TREE_CODE (t) == BASELINK
5183            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
5184            || CONSTANT_CLASS_P (t))
5185     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
5186                    || value_dependent_expression_p (t));
5187   else
5188     {
5189       gcc_assert (t == error_mark_node);
5190       dependent_p = false;
5191     }
5192
5193   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
5194
5195   return dependent_p;
5196 }
5197
5198 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
5199
5200 int
5201 uses_template_parms_level (tree t, int level)
5202 {
5203   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL);
5204 }
5205
5206 static int tinst_depth;
5207 extern int max_tinst_depth;
5208 #ifdef GATHER_STATISTICS
5209 int depth_reached;
5210 #endif
5211 static int tinst_level_tick;
5212 static int last_template_error_tick;
5213
5214 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
5215    for diagnostics and to restore it later.  */
5216
5217 static int
5218 push_tinst_level (tree d)
5219 {
5220   tree new;
5221
5222   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
5223     {
5224       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
5225          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
5226          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
5227       if (uses_template_parms (d))
5228         return 0;
5229
5230       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
5231       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
5232              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
5233              max_tinst_depth, d);
5234
5235       print_instantiation_context ();
5236
5237       return 0;
5238     }
5239
5240   new = make_node (TINST_LEVEL);
5241   TINST_DECL (new) = d;
5242   TINST_LOCATION (new) = input_location;
5243   TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (new) = in_system_header;
5244   TREE_CHAIN (new) = current_tinst_level;
5245   current_tinst_level = new;
5246
5247   ++tinst_depth;
5248 #ifdef GATHER_STATISTICS
5249   if (tinst_depth > depth_reached)
5250     depth_reached = tinst_depth;
5251 #endif
5252
5253   ++tinst_level_tick;
5254   return 1;
5255 }
5256
5257 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
5258    context.  */
5259
5260 static void
5261 pop_tinst_level (void)
5262 {
5263   tree old = current_tinst_level;
5264
5265   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
5266      this instantiation.  */
5267   input_location = TINST_LOCATION (old);
5268   in_system_header = TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (old);
5269   current_tinst_level = TREE_CHAIN (old);
5270   --tinst_depth;
5271   ++tinst_level_tick;
5272 }
5273
5274 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
5275    instantiation context in which the instantiation was requested, which
5276    is one step out from LEVEL.  */
5277
5278 static void
5279 reopen_tinst_level (tree level)
5280 {
5281   tree t;
5282
5283   tinst_depth = 0;
5284   for (t = level; t; t = TREE_CHAIN (t))
5285     ++tinst_depth;
5286
5287   current_tinst_level = level;
5288   pop_tinst_level ();
5289 }
5290
5291 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
5292    vector of template arguments, as for tsubst.
5293
5294    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
5295
5296 static tree
5297 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
5298 {
5299   tree new_friend;
5300
5301   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
5302       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
5303       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
5304     /* This was a friend declared with an explicit template
5305        argument list, e.g.:
5306
5307        friend void f<>(T);
5308
5309        to indicate that f was a template instantiation, not a new
5310        function declaration.  Now, we have to figure out what
5311        instantiation of what template.  */
5312     {
5313       tree template_id, arglist, fns;
5314       tree new_args;
5315       tree tmpl;
5316       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
5317
5318       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
5319          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
5320          current cless with same name.  */
5321       push_nested_namespace (ns);
5322       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
5323                          tf_warning_or_error, NULL_TREE,
5324                          /*integral_constant_expression_p=*/false);
5325       pop_nested_namespace (ns);
5326       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
5327                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
5328       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
5329
5330       new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
5331       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
5332                                        &new_args,
5333                                        /*need_member_template=*/0,
5334                                        TREE_VEC_LENGTH (args),
5335                                        tsk_none);
5336       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
5337     }
5338
5339   new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
5340
5341   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
5342      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
5343      the language.  For example, we might have had:
5344
5345      template <class T> struct S {
5346        template <class U> friend void f(T, U);
5347      };
5348
5349      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
5350      instantiation of anything.  */
5351   if (new_friend == error_mark_node)
5352     return error_mark_node;
5353
5354   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
5355   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
5356     {
5357       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
5358       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
5359         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
5360     }
5361
5362   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
5363      is not a template instantiation and should not be mangled like
5364      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
5365      later if we need it.  */
5366   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
5367     {
5368       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
5369       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
5370     }
5371
5372   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
5373     {
5374       tree old_decl;
5375       tree new_friend_template_info;
5376       tree new_friend_result_template_info;
5377       tree ns;
5378       int  new_friend_is_defn;
5379
5380       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
5381          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
5382          possible.  */
5383       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
5384       new_friend_is_defn =
5385             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
5386                            (template_for_substitution (new_friend)))
5387              != NULL_TREE);
5388       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
5389         {
5390           /* This declaration is a `primary' template.  */
5391           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
5392
5393           new_friend_result_template_info
5394             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
5395         }
5396       else
5397         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
5398
5399       /* Make the init_value nonzero so pushdecl knows this is a defn.  */
5400       if (new_friend_is_defn)
5401         DECL_INITIAL (new_friend) = error_mark_node;
5402
5403       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
5404          current namespace. However, the friend function should go
5405          into the namespace of the template.  */
5406       ns = decl_namespace_context (new_friend);
5407       push_nested_namespace (ns);
5408       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
5409       pop_nested_namespace (ns);
5410
5411       if (old_decl == error_mark_node)
5412         return error_mark_node;
5413
5414       if (old_decl != new_friend)
5415         {
5416           /* This new friend declaration matched an existing
5417              declaration.  For example, given:
5418
5419                template <class T> void f(T);
5420                template <class U> class C {
5421                  template <class T> friend void f(T) {}
5422                };
5423
5424              the friend declaration actually provides the definition
5425              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
5426              old_decl will be the out-of-class template declaration,
5427              while new_friend is the in-class definition.
5428
5429              But, if `f' was called before this point, the
5430              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
5431              to `T' but not to `U', references to which might appear
5432              in the definition of `f'.  Previously, the most general
5433              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
5434              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
5435              run through all specialization of `f', adding to their
5436              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
5437              new set of outer arguments, corresponding to the
5438              arguments for this class instantiation.
5439
5440              The same situation can arise with something like this:
5441
5442                friend void f(int);
5443                template <class T> class C {
5444                  friend void f(T) {}
5445                };
5446
5447              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
5448              in the class.  */
5449
5450           if (!new_friend_is_defn)
5451             /* On the other hand, if the in-class declaration does
5452                *not* provide a definition, then we don't want to alter
5453                existing definitions.  We can just leave everything
5454                alone.  */
5455             ;
5456           else
5457             {
5458               /* Overwrite whatever template info was there before, if
5459                  any, with the new template information pertaining to
5460                  the declaration.  */
5461               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
5462
5463               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
5464                 reregister_specialization (new_friend,
5465                                            most_general_template (old_decl),
5466                                            old_decl);
5467               else
5468                 {
5469                   tree t;
5470                   tree new_friend_args;
5471
5472                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
5473                     = new_friend_result_template_info;
5474
5475                   new_friend_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
5476                   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl);
5477                        t != NULL_TREE;
5478                        t = TREE_CHAIN (t))
5479                     {
5480                       tree spec = TREE_VALUE (t);
5481
5482                       DECL_TI_ARGS (spec)
5483                         = add_outermost_template_args (new_friend_args,
5484                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
5485                     }
5486
5487                   /* Now, since specializations are always supposed to
5488                      hang off of the most general template, we must move
5489                      them.  */
5490                   t = most_general_template (old_decl);
5491                   if (t != old_decl)
5492                     {
5493                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t)
5494                         = chainon (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t),
5495                                    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl));
5496                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
5497                     }
5498                 }
5499             }
5500
5501           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
5502              by duplicate_decls.  */
5503           new_friend = old_decl;
5504         }
5505     }
5506   else
5507     {
5508       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
5509       bool dependent_p;
5510
5511       /* In the code
5512            template <class T> class C {
5513              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
5514              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
5515            };
5516          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
5517          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
5518          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
5519          this isn't true for case 2.  */
5520       ++processing_template_decl;
5521       dependent_p = dependent_type_p (context);
5522       --processing_template_decl;
5523
5524       if (!dependent_p
5525           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
5526         return error_mark_node;
5527
5528       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
5529         {
5530           /* Check to see that the declaration is really present, and,
5531              possibly obtain an improved declaration.  */
5532           tree fn = check_classfn (context,
5533                                    new_friend, NULL_TREE);
5534
5535           if (fn)
5536             new_friend = fn;
5537         }
5538     }
5539
5540   return new_friend;
5541 }
5542
5543 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
5544    template arguments, as for tsubst.
5545
5546    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
5547    failure.  */
5548
5549 static tree
5550 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
5551 {
5552   tree friend_type;
5553   tree tmpl;
5554   tree context;
5555
5556   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
5557
5558   if (context)
5559     {
5560       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5561         push_nested_namespace (context);
5562       else
5563         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
5564     }
5565
5566   /* Look for a class template declaration.  We look for hidden names
5567      because two friend declarations of the same template are the
5568      same.  For example, in:
5569
5570        struct A { 
5571          template <typename> friend class F;
5572        };
5573        template <typename> struct B { 
5574          template <typename> friend class F;
5575        };
5576
5577      both F templates are the same.  */
5578   tmpl = lookup_name_real (DECL_NAME (friend_tmpl), 0, 0,
5579                            /*block_p=*/true, 0, 
5580                            LOOKUP_COMPLAIN | LOOKUP_HIDDEN);
5581
5582   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
5583      situation like this:
5584
5585        template <class T>
5586        struct S {
5587          template <class U>
5588          friend struct S;
5589        };
5590
5591      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
5592      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
5593   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5594     {
5595       tmpl = lookup_name_prefer_type (DECL_NAME (friend_tmpl), 1);
5596       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
5597     }
5598
5599   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5600     {
5601       /* The friend template has already been declared.  Just
5602          check to see that the declarations match, and install any new
5603          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
5604          of course.  We only need the innermost template parameters
5605          because that is all that redeclare_class_template will look
5606          at.  */
5607       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
5608           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
5609         {
5610           tree parms;
5611           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
5612                                          args, tf_warning_or_error);
5613           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
5614         }
5615
5616       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
5617     }
5618   else
5619     {
5620       /* The friend template has not already been declared.  In this
5621          case, the instantiation of the template class will cause the
5622          injection of this template into the global scope.  */
5623       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
5624       if (tmpl == error_mark_node)
5625         return error_mark_node;
5626
5627       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
5628          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
5629          the new type because that is supposed to be the corresponding
5630          template decl, i.e., TMPL.  */
5631       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
5632       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
5633       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
5634       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
5635         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
5636
5637       /* Inject this template into the global scope.  */
5638       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
5639     }
5640
5641   if (context)
5642     {
5643       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5644         pop_nested_namespace (context);
5645       else
5646         pop_nested_class ();
5647     }
5648
5649   return friend_type;
5650 }
5651
5652 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
5653    Otherwise returns one.  */
5654
5655 static int
5656 can_complete_type_without_circularity (tree type)
5657 {
5658   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
5659     return 0;
5660   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
5661     return 1;
5662   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
5663     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
5664   else if (CLASS_TYPE_P (type)
5665            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
5666     return 0;
5667   else
5668     return 1;
5669 }
5670
5671 tree
5672 instantiate_class_template (tree type)
5673 {
5674   tree template, args, pattern, t, member;
5675   tree typedecl;
5676   tree pbinfo;
5677   tree base_list;
5678
5679   if (type == error_mark_node)
5680     return error_mark_node;
5681
5682   if (TYPE_BEING_DEFINED (type)
5683       || COMPLETE_TYPE_P (type)
5684       || dependent_type_p (type))
5685     return type;
5686
5687   /* Figure out which template is being instantiated.  */
5688   template = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
5689   gcc_assert (TREE_CODE (template) == TEMPLATE_DECL);
5690
5691   /* Determine what specialization of the original template to
5692      instantiate.  */
5693   t = most_specialized_class (type, template);
5694   if (t == error_mark_node)
5695     {
5696       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5697       return error_mark_node;
5698     }
5699   else if (t)
5700     {
5701       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
5702          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
5703          the arguments appropriate for substitution.  For example,
5704          given:
5705
5706            template <class T> struct S {};
5707            template <class T> struct S<T*> {};
5708
5709          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
5710          presently be {int*} -- but we need {int}.  */
5711       pattern = TREE_TYPE (t);
5712       args = TREE_PURPOSE (t);
5713     }
5714   else
5715     {
5716       pattern = TREE_TYPE (template);
5717       args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
5718     }
5719
5720   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
5721      there's nothing we can do.  */
5722   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
5723     return type;
5724
5725   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
5726   if (! push_tinst_level (type))
5727     return type;
5728
5729   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
5730      the process of being defined.  */
5731   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5732
5733   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
5734      it now.  */
5735   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
5736
5737   push_to_top_level ();
5738
5739   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
5740
5741   /* Set the input location to the template definition. This is needed
5742      if tsubsting causes an error.  */
5743   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (type);
5744   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5745   in_system_header = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (typedecl);
5746
5747   TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (pattern);
5748   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
5749   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
5750   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
5751   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
5752   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
5753   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
5754   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
5755   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
5756   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
5757   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
5758   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
5759   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
5760   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
5761   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
5762     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
5763   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
5764     {
5765       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
5766       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
5767     }
5768
5769   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
5770
5771   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
5772      class; we need to look up the nested class by name before we can
5773      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
5774      class.  */
5775   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
5776               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
5777               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
5778
5779   base_list = NULL_TREE;
5780   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
5781     {
5782       tree pbase_binfo;
5783       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
5784       tree pushed_scope;
5785       int i;
5786
5787       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
5788          the accessibility of types named in dependent bases are
5789          looked up from.  */
5790       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
5791
5792       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
5793          basetypes.  */
5794       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
5795         {
5796           tree base;
5797           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
5798
5799           /* Substitute to figure out the base class.  */
5800           base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, NULL_TREE);
5801           if (base == error_mark_node)
5802             continue;
5803
5804           base_list = tree_cons (access, base, base_list);
5805           if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
5806             TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
5807         }
5808
5809       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
5810       base_list = nreverse (base_list);
5811
5812       if (pushed_scope)
5813         pop_scope (pushed_scope);
5814     }
5815   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
5816      information.  */
5817   xref_basetypes (type, base_list);
5818
5819
5820   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
5821      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
5822      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
5823      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
5824      class.  */
5825   pushclass (type);
5826
5827   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
5828   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
5829        member; member = TREE_CHAIN (member))
5830     {
5831       tree t = TREE_VALUE (member);
5832
5833       if (TREE_PURPOSE (member))
5834         {
5835           if (TYPE_P (t))
5836             {
5837               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
5838
5839               tree newtag;
5840               bool class_template_p;
5841
5842               class_template_p = (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE
5843                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
5844                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (t));
5845               /* If the member is a class template, then -- even after
5846                  substitution -- there may be dependent types in the
5847                  template argument list for the class.  We increment
5848                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
5849                  that function will assume that no types are dependent
5850                  when outside of a template.  */
5851               if (class_template_p)
5852                 ++processing_template_decl;
5853               newtag = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5854               if (class_template_p)
5855                 --processing_template_decl;
5856               if (newtag == error_mark_node)
5857                 continue;
5858
5859               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
5860                 {
5861                   tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
5862
5863                   if (class_template_p)
5864                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
5865                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
5866                        instantiation (i.e., for the type of a member
5867                        template class nested within a template class.)
5868                        This behavior is required for
5869                        maybe_process_partial_specialization to work
5870                        correctly, but is not accurate in this case;
5871                        the TAG is not an instantiation of anything.
5872                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
5873                        instantiation, but the TYPE is not.) */
5874                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
5875
5876                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
5877                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
5878                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
5879                      this for enums because it will already have been done in
5880                      tsubst_enum.  */
5881                   if (name)
5882                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
5883                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
5884                 }
5885             }
5886           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5887                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
5888             {
5889               /* Build new TYPE_METHODS.  */
5890               tree r;
5891
5892               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5893                 ++processing_template_decl;
5894               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5895               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5896                 --processing_template_decl;
5897               set_current_access_from_decl (r);
5898               finish_member_declaration (r);
5899             }
5900           else
5901             {
5902               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
5903
5904               if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
5905                 {
5906                   tree r;
5907
5908                   /* The the file and line for this declaration, to
5909                      assist in error message reporting.  Since we
5910                      called push_tinst_level above, we don't need to
5911                      restore these.  */
5912                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5913
5914                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5915                     ++processing_template_decl;
5916                   r = tsubst (t, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
5917                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5918                     --processing_template_decl;
5919                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
5920                     {
5921                       /* In [temp.inst]:
5922
5923                            [t]he initialization (and any associated
5924                            side-effects) of a static data member does
5925                            not occur unless the static data member is
5926                            itself used in a way that requires the
5927                            definition of the static data member to
5928                            exist.
5929
5930                          Therefore, we do not substitute into the
5931                          initialized for the static data member here.  */
5932                       finish_static_data_member_decl
5933                         (r,
5934                          /*init=*/NULL_TREE,
5935                          /*init_const_expr_p=*/false,
5936                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
5937                          /*flags=*/0);
5938                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5939                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
5940                     }
5941                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
5942                     {
5943                       /* Determine whether R has a valid type and can be
5944                          completed later.  If R is invalid, then it is
5945                          replaced by error_mark_node so that it will not be
5946                          added to TYPE_FIELDS.  */
5947                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
5948                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
5949                         complete_type (rtype);
5950
5951                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
5952                         {
5953                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
5954                           r = error_mark_node;
5955                         }
5956                     }
5957
5958                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
5959                      such a thing will already have been added to the field
5960                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
5961                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
5962                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
5963                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
5964                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
5965                     {
5966                       set_current_access_from_decl (r);
5967                       finish_member_declaration (r);
5968                     }
5969                 }
5970             }
5971         }
5972       else
5973         {
5974           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
5975             {
5976               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
5977
5978               tree friend_type = t;
5979               bool adjust_processing_template_decl = false;
5980
5981               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5982                 {
5983                   /* template <class T> friend class C;  */
5984                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
5985                   adjust_processing_template_decl = true;
5986                 }
5987               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5988                 {
5989                   /* template <class T> friend class C::D;  */
5990                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5991                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
5992                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5993                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
5994                   adjust_processing_template_decl = true;
5995                 }
5996               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
5997                 {
5998                   /* This could be either
5999
6000                        friend class T::C;
6001
6002                      when dependent_type_p is false or
6003
6004                        template <class U> friend class T::C;
6005
6006                      otherwise.  */
6007                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
6008                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
6009                   /* Bump processing_template_decl for correct
6010                      dependent_type_p calculation.  */
6011                   ++processing_template_decl;
6012                   if (dependent_type_p (friend_type))
6013                     adjust_processing_template_decl = true;
6014                   --processing_template_decl;
6015                 }
6016               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
6017                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
6018                 {
6019                   /* friend class C;
6020
6021                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
6022                      from namespace scope directly, bypassing any name that
6023                      come from dependent base class.  */
6024                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
6025
6026                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
6027                      classes.  */
6028                   push_nested_namespace (ns);
6029                   friend_type =
6030                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
6031                                         /*tag_scope=*/ts_current);
6032                   pop_nested_namespace (ns);
6033                 }
6034               else if (uses_template_parms (friend_type))
6035                 /* friend class C<T>;  */
6036                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
6037                                       tf_warning_or_error, NULL_TREE);
6038               /* Otherwise it's
6039
6040                    friend class C;
6041
6042                  where C is already declared or
6043
6044                    friend class C<int>;
6045
6046                  We don't have to do anything in these cases.  */
6047
6048               if (adjust_processing_template_decl)
6049                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
6050                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
6051                    important that we use make_friend_class since it will
6052                    perform some error-checking and output cross-reference
6053                    information.  */
6054                 ++processing_template_decl;
6055
6056               if (friend_type != error_mark_node)
6057                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
6058
6059               if (adjust_processing_template_decl)
6060                 --processing_template_decl;
6061             }
6062           else
6063             {
6064               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
6065               tree r;
6066
6067               /* The the file and line for this declaration, to
6068                  assist in error message reporting.  Since we
6069                  called push_tinst_level above, we don't need to
6070                  restore these.  */
6071               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6072
6073               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
6074                 {
6075                   ++processing_template_decl;
6076                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
6077                 }
6078
6079               r = tsubst_friend_function (t, args);
6080               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
6081               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
6082                 {
6083                   pop_deferring_access_checks ();
6084                   --processing_template_decl;
6085                 }
6086             }
6087         }
6088     }
6089
6090   /* Set the file and line number information to whatever is given for
6091      the class itself.  This puts error messages involving generated
6092      implicit functions at a predictable point, and the same point
6093      that would be used for non-template classes.  */
6094   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
6095
6096   unreverse_member_declarations (type);
6097   finish_struct_1 (type);
6098   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
6099
6100   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
6101      any member functions.  We don't do this earlier because the
6102      default arguments may reference members of the class.  */
6103   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
6104     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
6105       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
6106           /* Implicitly generated member functions will not have template
6107              information; they are not instantiations, but instead are
6108              created "fresh" for each instantiation.  */
6109           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
6110         tsubst_default_arguments (t);
6111
6112   popclass ();
6113   pop_from_top_level ();
6114   pop_deferring_access_checks ();
6115   pop_tinst_level ();
6116
6117   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
6118      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
6119      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
6120      the keyed_classes list.  */
6121   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
6122     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
6123
6124   return type;
6125 }
6126
6127 static tree
6128 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6129 {
6130   tree r;
6131
6132   if (!t)
6133     r = t;
6134   else if (TYPE_P (t))
6135     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
6136   else
6137     {
6138       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl,
6139                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
6140       r = fold_non_dependent_expr (r);
6141     }
6142   return r;
6143 }
6144
6145 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
6146
6147 static tree
6148 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6149 {
6150   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
6151   int need_new = 0, i;
6152   tree *elts = (tree *) alloca (len * sizeof (tree));
6153
6154   for (i = 0; i < len; i++)
6155     {
6156       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
6157       tree new_arg;
6158
6159       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
6160         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
6161       else
6162         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
6163
6164       if (new_arg == error_mark_node)
6165         return error_mark_node;
6166
6167       elts[i] = new_arg;
6168       if (new_arg != orig_arg)
6169         need_new = 1;
6170     }
6171
6172   if (!need_new)
6173     return t;
6174
6175   t = make_tree_vec (len);
6176   for (i = 0; i < len; i++)
6177     TREE_VEC_ELT (t, i) = elts[i];
6178
6179   return t;
6180 }
6181
6182 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
6183    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
6184    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
6185    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
6186    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
6187    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
6188
6189 static tree
6190 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
6191 {
6192   tree r = NULL_TREE;
6193   tree* new_parms;
6194
6195   /* When substituting into a template, we must set
6196      PROCESSING_TEMPLATE_DECL as the template parameters may be
6197      dependent if they are based on one-another, and the dependency
6198      predicates are short-circuit outside of templates.  */
6199   ++processing_template_decl;
6200
6201   for (new_parms = &r;
6202        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6203        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
6204          parms = TREE_CHAIN (parms))
6205     {
6206       tree new_vec =
6207         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
6208       int i;
6209
6210       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
6211         {
6212           tree tuple;
6213           tree default_value;
6214           tree parm_decl;
6215
6216           if (parms == error_mark_node)
6217             continue;
6218
6219           tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
6220
6221           if (tuple == error_mark_node)
6222             continue;
6223
6224           default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
6225           parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
6226
6227           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
6228           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
6229               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
6230             parm_decl = error_mark_node;
6231           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
6232                                                complain, NULL_TREE);
6233
6234           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
6235           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
6236         }
6237
6238       *new_parms =
6239         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
6240                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
6241                    new_vec, NULL_TREE);
6242     }
6243
6244   --processing_template_decl;
6245
6246   return r;
6247 }
6248
6249 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
6250    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
6251    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
6252    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
6253    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
6254
6255 static tree
6256 tsubst_aggr_type (tree t,
6257                   tree args,
6258                   tsubst_flags_t complain,
6259                   tree in_decl,
6260                   int entering_scope)
6261 {
6262   if (t == NULL_TREE)
6263     return NULL_TREE;
6264
6265   switch (TREE_CODE (t))
6266     {
6267     case RECORD_TYPE:
6268       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6269         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6270
6271       /* Else fall through.  */
6272     case ENUMERAL_TYPE:
6273     case UNION_TYPE:
6274       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6275         {
6276           tree argvec;
6277           tree context;
6278           tree r;
6279           bool saved_skip_evaluation;
6280
6281           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
6282           saved_skip_evaluation = skip_evaluation;
6283           skip_evaluation = false;
6284
6285           /* First, determine the context for the type we are looking
6286              up.  */
6287           context = TYPE_CONTEXT (t);
6288           if (context)
6289             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
6290                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6291
6292           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
6293              type we are trying to find.  For example, given:
6294
6295                template <class T> struct S;
6296                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
6297
6298              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
6299              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
6300              S we only want {double}.  */
6301           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
6302                                          complain, in_decl);
6303           if (argvec == error_mark_node)
6304             r = error_mark_node;
6305           else
6306             {
6307               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
6308                                          entering_scope, complain);
6309               r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
6310             }
6311
6312           skip_evaluation = saved_skip_evaluation;
6313
6314           return r;
6315         }
6316       else
6317         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
6318         return t;
6319
6320     default:
6321       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
6322     }
6323 }
6324
6325 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
6326    FN), which has the indicated TYPE.  */
6327
6328 tree
6329 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
6330 {
6331   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
6332   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
6333
6334   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
6335      default argument here, not in tsubst.  In the case of
6336      something like:
6337
6338        template <class T>
6339        struct S {
6340          static T t();
6341          void f(T = t());
6342        };
6343
6344      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
6345      rather than in the current class.  */
6346   push_access_scope (fn);
6347   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
6348   if (cfun)
6349     {
6350       saved_class_ptr = current_class_ptr;
6351       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
6352       saved_class_ref = current_class_ref;
6353       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
6354     }
6355
6356   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
6357   /* The default argument expression may cause implicitly defined
6358      member functions to be synthesized, which will result in garbage
6359      collection.  We must treat this situation as if we were within
6360      the body of function so as to avoid collecting live data on the
6361      stack.  */
6362   ++function_depth;
6363   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
6364                      tf_warning_or_error, NULL_TREE,
6365                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
6366   --function_depth;
6367   pop_deferring_access_checks();
6368
6369   /* Restore the "this" pointer.  */
6370   if (cfun)
6371     {
6372       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
6373       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
6374     }
6375
6376   pop_access_scope (fn);
6377
6378   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
6379   arg = check_default_argument (type, arg);
6380
6381   return arg;
6382 }
6383
6384 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
6385
6386 static void
6387 tsubst_default_arguments (tree fn)
6388 {
6389   tree arg;
6390   tree tmpl_args;
6391
6392   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
6393
6394   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
6395      its default arguments.  */
6396   if (uses_template_parms (tmpl_args))
6397     return;
6398
6399   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
6400        arg;
6401        arg = TREE_CHAIN (arg))
6402     if (TREE_PURPOSE (arg))
6403       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
6404                                                     TREE_VALUE (arg),
6405                                                     TREE_PURPOSE (arg));
6406 }
6407
6408 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
6409    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
6410    control of COMPLAIN.  */
6411
6412 static tree
6413 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
6414 {
6415   location_t saved_loc;
6416   tree r = NULL_TREE;
6417   tree in_decl = t;
6418
6419   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
6420   saved_loc = input_location;
6421   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6422
6423   switch (TREE_CODE (t))
6424     {
6425     case TEMPLATE_DECL:
6426       {
6427         /* We can get here when processing a member function template,
6428            member class template, and template template parameter of
6429            a template class.  */
6430         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
6431         tree spec;
6432         tree tmpl_args;
6433         tree full_args;
6434
6435         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
6436           {
6437             /* Template template parameter is treated here.  */
6438             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6439             if (new_type == error_mark_node)
6440               return error_mark_node;
6441
6442             r = copy_decl (t);
6443             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6444             TREE_TYPE (r) = new_type;
6445             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
6446               = build_decl (TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
6447             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6448               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6449                                        complain);
6450             TYPE_NAME (new_type) = r;
6451             break;
6452           }
6453
6454         /* We might already have an instance of this template.
6455            The ARGS are for the surrounding class type, so the
6456            full args contain the tsubst'd args for the context,
6457            plus the innermost args from the template decl.  */
6458         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
6459           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
6460           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
6461         /* Because this is a template, the arguments will still be
6462            dependent, even after substitution.  If
6463            PROCESSING_TEMPLATE_DECL is not set, the dependency
6464            predicates will short-circuit.  */
6465         ++processing_template_decl;
6466         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
6467                                           complain, in_decl);
6468         --processing_template_decl;
6469         if (full_args == error_mark_node)
6470           return error_mark_node;
6471
6472         /* tsubst_template_args doesn't copy the vector if
6473            nothing changed.  But, *something* should have
6474            changed.  */
6475         gcc_assert (full_args != tmpl_args);
6476
6477         spec = retrieve_specialization (t, full_args,
6478                                         /*class_specializations_p=*/true);
6479         if (spec != NULL_TREE)
6480           {
6481             r = spec;
6482             break;
6483           }
6484
6485         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
6486            original, but will record the current template arguments.
6487            We also create a new function declaration, which is just
6488            like the old one, but points to this new template, rather
6489            than the old one.  */
6490         r = copy_decl (t);
6491         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
6492         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6493
6494         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
6495
6496         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
6497           {
6498             tree new_type;
6499             ++processing_template_decl;
6500             new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6501             --processing_template_decl;
6502             if (new_type == error_mark_node)
6503               return error_mark_node;
6504
6505             TREE_TYPE (r) = new_type;
6506             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
6507             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
6508             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
6509             DECL_CONTEXT (r) = TYPE_CONTEXT (new_type);
6510           }
6511         else
6512           {
6513             tree new_decl;
6514             ++processing_template_decl;
6515             new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
6516             --processing_template_decl;
6517             if (new_decl == error_mark_node)
6518               return error_mark_node;
6519
6520             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
6521             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
6522             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
6523             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
6524             DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (new_decl);
6525           }
6526
6527         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6528         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
6529         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
6530
6531         /* The template parameters for this new template are all the
6532            template parameters for the old template, except the
6533            outermost level of parameters.  */
6534         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6535           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6536                                    complain);
6537
6538         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
6539           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
6540
6541         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
6542           /* Record this non-type partial instantiation.  */
6543           register_specialization (r, t,
6544                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
6545                                    false);
6546       }
6547       break;
6548
6549     case FUNCTION_DECL:
6550       {
6551         tree ctx;
6552         tree argvec = NULL_TREE;
6553         tree *friends;
6554         tree gen_tmpl;
6555         tree type;
6556         int member;
6557         int args_depth;
6558         int parms_depth;
6559
6560         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
6561         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
6562
6563         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
6564           {
6565             tree spec;
6566             bool dependent_p;
6567
6568             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
6569                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
6570                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
6571                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
6572             ++processing_template_decl;
6573             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
6574             --processing_template_decl;
6575             if (!dependent_p)
6576               return t;
6577
6578             /* Calculate the most general template of which R is a
6579                specialization, and the complete set of arguments used to
6580                specialize R.  */
6581             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
6582             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
6583                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
6584                                            args, complain, in_decl);
6585
6586             /* Check to see if we already have this specialization.  */
6587             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6588                                             /*class_specializations_p=*/false);
6589
6590             if (spec)
6591               {
6592                 r = spec;
6593                 break;
6594               }
6595
6596             /* We can see more levels of arguments than parameters if
6597                there was a specialization of a member template, like
6598                this:
6599
6600                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
6601                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
6602
6603                Here, we'll be substituting into the specialization,
6604                because that's where we can find the code we actually
6605                want to generate, but we'll have enough arguments for
6606                the most general template.
6607
6608                We also deal with the peculiar case:
6609
6610                  template <class T> struct S {
6611                    template <class U> friend void f();
6612                  };
6613                  template <class U> void f() {}
6614                  template S<int>;
6615                  template void f<double>();
6616
6617                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
6618                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
6619                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
6620                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
6621                situations like:
6622
6623                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
6624                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
6625
6626                which we can spot because the pattern will be a
6627                specialization in this case.  */
6628             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6629             parms_depth =
6630               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
6631             if (args_depth > parms_depth
6632                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
6633               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
6634           }
6635         else
6636           {
6637             /* This special case arises when we have something like this:
6638
6639                  template <class T> struct S {
6640                    friend void f<int>(int, double);
6641                  };
6642
6643                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
6644                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
6645                tsubst_friend_function, and we want only to create a
6646                new decl (R) with appropriate types so that we can call
6647                determine_specialization.  */
6648             gen_tmpl = NULL_TREE;
6649           }
6650
6651         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6652           {
6653             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
6654               member = 2;
6655             else
6656               member = 1;
6657             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6658                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
6659           }
6660         else
6661           {
6662             member = 0;
6663             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6664           }
6665         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6666         if (type == error_mark_node)
6667           return error_mark_node;
6668
6669         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
6670            point, as they may not represent instantiations of this
6671            template, and in any case are considered separate under the
6672            discrete model.  */
6673         r = copy_decl (t);
6674         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
6675         TREE_TYPE (r) = type;
6676         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6677         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6678         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6679         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6680         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6681
6682         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
6683           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
6684              case it's the name of one of the template's parameters.  */
6685           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
6686
6687         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
6688                                      complain, t);
6689         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
6690
6691         TREE_STATIC (r) = 0;
6692         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
6693         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6694         /* If this is an instantiation of a function with internal
6695            linkage, we already know what object file linkage will be
6696            assigned to the instantiation.  */
6697         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
6698         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
6699         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6700         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
6701         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
6702         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
6703         TREE_USED (r) = 0;
6704         if (DECL_CLONED_FUNCTION (r))
6705           {
6706             DECL_CLONED_FUNCTION (r) = tsubst (DECL_CLONED_FUNCTION (t),
6707                                                args, complain, t);
6708             TREE_CHAIN (r) = TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r));
6709             TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r)) = r;
6710           }
6711
6712         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
6713            this in the special friend case mentioned above where
6714            GEN_TMPL is NULL.  */
6715         if (gen_tmpl)
6716           {
6717             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
6718               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
6719             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6720             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false);
6721
6722             /* We're not supposed to instantiate default arguments
6723                until they are called, for a template.  But, for a
6724                declaration like:
6725
6726                  template <class T> void f ()
6727                  { extern void g(int i = T()); }
6728
6729                we should do the substitution when the template is
6730                instantiated.  We handle the member function case in
6731                instantiate_class_template since the default arguments
6732                might refer to other members of the class.  */
6733             if (!member
6734                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6735                 && !uses_template_parms (argvec))
6736               tsubst_default_arguments (r);
6737           }
6738         else
6739           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
6740
6741         /* Copy the list of befriending classes.  */
6742         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
6743              *friends;
6744              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
6745           {
6746             *friends = copy_node (*friends);
6747             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
6748                                             args, complain,
6749                                             in_decl);
6750           }
6751
6752         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
6753           {
6754             maybe_retrofit_in_chrg (r);
6755             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
6756               grok_ctor_properties (ctx, r);
6757             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
6758                If it isn't, that'll be handled by
6759                clone_constructors_and_destructors.  */
6760             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6761               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
6762           }
6763         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
6764                  && !grok_op_properties (r, (complain & tf_error) != 0))
6765           return error_mark_node;
6766
6767         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
6768           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
6769                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
6770                                             args, complain, in_decl));
6771
6772         /* Possibly limit visibility based on template args.  */
6773         DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
6774         if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
6775           {
6776             DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
6777             DECL_ATTRIBUTES (r)
6778               = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
6779           }
6780         determine_visibility (r);
6781       }
6782       break;
6783
6784     case PARM_DECL:
6785       {
6786         tree type;
6787
6788         r = copy_node (t);
6789         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
6790           SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
6791
6792         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6793         type = type_decays_to (type);
6794         TREE_TYPE (r) = type;
6795         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6796
6797         if (DECL_INITIAL (r))
6798           {
6799             if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
6800               DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
6801             else
6802               DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
6803                                          complain, in_decl);
6804           }
6805
6806         DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
6807
6808         if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
6809           DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
6810         if (TREE_CHAIN (t))
6811           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
6812                                    complain, TREE_CHAIN (t));
6813       }
6814       break;
6815
6816     case FIELD_DECL:
6817       {
6818         tree type;
6819
6820         r = copy_decl (t);
6821         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6822         if (type == error_mark_node)
6823           return error_mark_node;
6824         TREE_TYPE (r) = type;
6825         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6826
6827         /* DECL_INITIAL gives the number of bits in a bit-field.  */
6828         DECL_INITIAL (r)
6829           = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
6830                          complain, in_decl,
6831                          /*integral_constant_expression_p=*/true);
6832         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
6833            finish_member_declaration.  */
6834         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6835         if (VOID_TYPE_P (type))
6836           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
6837       }
6838       break;
6839
6840     case USING_DECL:
6841       /* We reach here only for member using decls.  */
6842       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
6843         {
6844           r = do_class_using_decl
6845             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
6846              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
6847           if (!r)
6848             r = error_mark_node;
6849         }
6850       else
6851         {
6852           r = copy_node (t);
6853           TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6854         }
6855       break;
6856
6857     case TYPE_DECL:
6858     case VAR_DECL:
6859       {
6860         tree argvec = NULL_TREE;
6861         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
6862         tree spec;
6863         tree tmpl = NULL_TREE;
6864         tree ctx;
6865         tree type = NULL_TREE;
6866         bool local_p;
6867
6868         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6869           {
6870             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6871             if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6872                 || t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
6873               {
6874                 /* If this is the canonical decl, we don't have to
6875                    mess with instantiations, and often we can't (for
6876                    typename, template type parms and such).  Note that
6877                    TYPE_NAME is not correct for the above test if
6878                    we've copied the type for a typedef.  */
6879                 r = TYPE_NAME (type);
6880                 break;
6881               }
6882           }
6883
6884         /* Check to see if we already have the specialization we
6885            need.  */
6886         spec = NULL_TREE;
6887         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t) || DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
6888           {
6889             /* T is a static data member or namespace-scope entity.
6890                We have to substitute into namespace-scope variables
6891                (even though such entities are never templates) because
6892                of cases like:
6893                
6894                  template <class T> void f() { extern T t; }
6895
6896                where the entity referenced is not known until
6897                instantiation time.  */
6898             local_p = false;
6899             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6900             if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6901               {
6902                 ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
6903                                         complain,
6904                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6905                 /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
6906                    specialization we want.  That situation occurs when
6907                    referencing a static data member within in its own
6908                    class.  We can use pointer equality, rather than
6909                    same_type_p, because DECL_CONTEXT is always
6910                    canonical.  */
6911                 if (ctx == DECL_CONTEXT (t))
6912                   spec = t;
6913               }
6914
6915             if (!spec)
6916               {
6917                 tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
6918                 gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
6919                 argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
6920                 spec = (retrieve_specialization 
6921                         (gen_tmpl, argvec,
6922                          /*class_specializations_p=*/false));
6923               }
6924           }
6925         else
6926           {
6927             /* A local variable.  */
6928             local_p = true;
6929             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
6930             ctx = NULL_TREE;
6931             spec = retrieve_local_specialization (t);
6932           }
6933         /* If we already have the specialization we need, there is
6934            nothing more to do.  */ 
6935         if (spec)
6936           {
6937             r = spec;
6938             break;
6939           }
6940
6941         /* Create a new node for the specialization we need.  */
6942         r = copy_decl (t);
6943         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6944           {
6945             /* Even if the original location is out of scope, the
6946                newly substituted one is not.  */
6947             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
6948             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
6949             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
6950             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6951             if (type == error_mark_node)
6952               return error_mark_node;
6953             if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
6954               {
6955                 /* It may seem that this case cannot occur, since:
6956
6957                      typedef void f();
6958                      void g() { f x; }
6959
6960                    declares a function, not a variable.  However:
6961       
6962                      typedef void f();
6963                      template <typename T> void g() { T t; }
6964                      template void g<f>();
6965
6966                    is an attempt to declare a variable with function
6967                    type.  */
6968                 error ("variable %qD has function type",
6969                        /* R is not yet sufficiently initialized, so we
6970                           just use its name.  */
6971                        DECL_NAME (r));
6972                 return error_mark_node;
6973               }
6974             type = complete_type (type);
6975             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
6976               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
6977             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
6978
6979             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
6980               {
6981                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
6982                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl,
6983                                   /*constant_expression_p=*/false);
6984                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
6985               }
6986           }
6987         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
6988           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
6989         TREE_TYPE (r) = type;
6990         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6991         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6992         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6993         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6994         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6995           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6996         /* The initializer must not be expanded until it is required;
6997            see [temp.inst].  */
6998         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6999         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
7000           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
7001         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
7002         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
7003           {
7004             /* Possibly limit visibility based on template args.  */
7005             DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
7006             if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
7007               {
7008                 DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
7009                 DECL_ATTRIBUTES (r)
7010                   = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
7011               }
7012             determine_visibility (r);
7013           }
7014
7015         if (!local_p)
7016           {
7017             /* A static data member declaration is always marked
7018                external when it is declared in-class, even if an
7019                initializer is present.  We mimic the non-template
7020                processing here.  */
7021             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
7022
7023             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false);
7024             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
7025             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
7026           }
7027         else
7028           register_local_specialization (r, t);
7029
7030         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
7031         layout_decl (r, 0);
7032       }
7033       break;
7034
7035     default:
7036       gcc_unreachable ();
7037     }
7038
7039   /* Restore the file and line information.  */
7040   input_location = saved_loc;
7041
7042   return r;
7043 }
7044
7045 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
7046
7047 static tree
7048 tsubst_arg_types (tree arg_types,
7049                   tree args,
7050                   tsubst_flags_t complain,
7051                   tree in_decl)
7052 {
7053   tree remaining_arg_types;
7054   tree type;
7055   tree default_arg;
7056   tree result = NULL_TREE;
7057
7058   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
7059     return arg_types;
7060
7061   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
7062                                           args, complain, in_decl);
7063   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
7064     return error_mark_node;
7065
7066   type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
7067   if (type == error_mark_node)
7068     return error_mark_node;
7069   if (VOID_TYPE_P (type))
7070     {
7071       if (complain & tf_error)
7072         {
7073           error ("invalid parameter type %qT", type);
7074           if (in_decl)
7075             error ("in declaration %q+D", in_decl);
7076         }
7077       return error_mark_node;
7078     }
7079
7080   /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
7081      top-level qualifiers as required.  */
7082   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
7083
7084   /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
7085      mandates that they be instantiated only when needed, which is
7086      done in build_over_call.  */
7087   default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
7088
7089   if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
7090     {
7091       /* We've instantiated a template before its default arguments
7092          have been parsed.  This can happen for a nested template
7093          class, and is not an error unless we require the default
7094          argument in a call of this function.  */
7095       result = tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
7096       VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), result);
7097     }
7098   else
7099     result = hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
7100
7101   return result;
7102 }
7103
7104 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
7105    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
7106    initial substitution of explicitly provided template parameters
7107    during argument deduction forbids substitution into the
7108    exception-specification:
7109
7110      [temp.deduct]
7111
7112      All references in the function type of the function template to  the
7113      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
7114      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
7115      in  the function type of the function template results in an invalid
7116      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
7117      exception specifications is done only when the function is instanti-
7118      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
7119      results in an invalid type.]  */
7120
7121 static tree
7122 tsubst_function_type (tree t,
7123                       tree args,
7124                       tsubst_flags_t complain,
7125                       tree in_decl)
7126 {
7127   tree return_type;
7128   tree arg_types;
7129   tree fntype;
7130
7131   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
7132   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
7133
7134   /* Substitute the return type.  */
7135   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
7136   if (return_type == error_mark_node)
7137     return error_mark_node;
7138   /* The standard does not presently indicate that creation of a
7139      function type with an invalid return type is a deduction failure.
7140      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
7141      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
7142   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
7143       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
7144     {
7145       if (complain & tf_error)
7146         {
7147           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
7148             error ("function returning an array");
7149           else
7150             error ("function returning a function");
7151         }
7152       return error_mark_node;
7153     }
7154
7155   /* Substitute the argument types.  */
7156   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
7157                                 complain, in_decl);
7158   if (arg_types == error_mark_node)
7159     return error_mark_node;
7160
7161   /* Construct a new type node and return it.  */
7162   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
7163     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
7164   else
7165     {
7166       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
7167       if (! IS_AGGR_TYPE (r))
7168         {
7169           /* [temp.deduct]
7170
7171              Type deduction may fail for any of the following
7172              reasons:
7173
7174              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7175              is not a class type.  */
7176           if (complain & tf_error)
7177             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
7178                       r);
7179           return error_mark_node;
7180         }
7181
7182       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
7183                                            TREE_CHAIN (arg_types));
7184     }
7185   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
7186   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
7187
7188   return fntype;
7189 }
7190
7191 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
7192    ARGS into that specification, and return the substituted
7193    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
7194
7195 static tree
7196 tsubst_exception_specification (tree fntype,
7197                                 tree args,
7198                                 tsubst_flags_t complain,
7199                                 tree in_decl)
7200 {
7201   tree specs;
7202   tree new_specs;
7203
7204   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
7205   new_specs = NULL_TREE;
7206   if (specs)
7207     {
7208       if (! TREE_VALUE (specs))
7209         new_specs = specs;
7210       else
7211         while (specs)
7212           {
7213             tree spec;
7214             spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
7215             if (spec == error_mark_node)
7216               return spec;
7217             new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, complain);
7218             specs = TREE_CHAIN (specs);
7219           }
7220     }
7221   return new_specs;
7222 }
7223
7224 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
7225    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
7226    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
7227    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
7228    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
7229    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
7230    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
7231    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
7232    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
7233    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
7234    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
7235    yet.
7236
7237    This function is used for dealing with types, decls and the like;
7238    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
7239
7240 static tree
7241 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7242 {
7243   tree type, r;
7244
7245   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
7246       || t == integer_type_node
7247       || t == void_type_node
7248       || t == char_type_node
7249       || t == unknown_type_node
7250       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
7251     return t;
7252
7253   if (DECL_P (t))
7254     return tsubst_decl (t, args, complain);
7255
7256   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
7257     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
7258   else
7259     type = TREE_TYPE (t);
7260
7261   gcc_assert (type != unknown_type_node);
7262
7263   if (type
7264       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
7265       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
7266       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
7267       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
7268     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
7269   if (type == error_mark_node)
7270     return error_mark_node;
7271
7272   switch (TREE_CODE (t))
7273     {
7274     case RECORD_TYPE:
7275     case UNION_TYPE:
7276     case ENUMERAL_TYPE:
7277       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
7278                                /*entering_scope=*/0);
7279
7280     case ERROR_MARK:
7281     case IDENTIFIER_NODE:
7282     case VOID_TYPE:
7283     case REAL_TYPE:
7284     case COMPLEX_TYPE:
7285     case VECTOR_TYPE:
7286     case BOOLEAN_TYPE:
7287     case INTEGER_CST:
7288     case REAL_CST:
7289     case STRING_CST:
7290       return t;
7291
7292     case INTEGER_TYPE:
7293       if (t == integer_type_node)
7294         return t;
7295
7296       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
7297           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
7298         return t;
7299
7300       {
7301         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
7302
7303         max = tsubst_expr (omax, args, complain, in_decl,
7304                            /*integral_constant_expression_p=*/false);
7305         max = fold_decl_constant_value (max);
7306
7307         if (TREE_CODE (max) != INTEGER_CST 
7308             && TREE_CODE (max) != TEMPLATE_PARM_INDEX
7309             && !at_function_scope_p ())
7310           {
7311             if (complain & tf_error)
7312               error ("array bound is not an integer constant");
7313             return error_mark_node;
7314           }
7315
7316         /* [temp.deduct]
7317
7318            Type deduction may fail for any of the following
7319            reasons:
7320
7321              Attempting to create an array with a size that is
7322              zero or negative.  */
7323         if (integer_zerop (max) && !(complain & tf_error))
7324           /* We must fail if performing argument deduction (as
7325              indicated by the state of complain), so that
7326              another substitution can be found.  */
7327           return error_mark_node;
7328         else if (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
7329                  && INT_CST_LT (max, integer_zero_node))
7330           {
7331             if (complain & tf_error)
7332               error ("creating array with negative size (%qE)", max);
7333
7334             return error_mark_node;
7335           }
7336
7337         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
7338       }
7339
7340     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7341     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7342     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7343     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7344       {
7345         int idx;
7346         int level;
7347         int levels;
7348         tree arg = NULL_TREE;
7349
7350         r = NULL_TREE;
7351
7352         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
7353         if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7354             || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
7355             || TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7356           {
7357             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
7358             level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
7359           }
7360         else
7361           {
7362             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
7363             level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
7364           }
7365
7366         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7367         if (level <= levels)
7368           arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
7369
7370         if (arg == error_mark_node)
7371           return error_mark_node;
7372         else if (arg != NULL_TREE)
7373           {
7374             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
7375               {
7376                 int quals;
7377                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
7378
7379                 /* cv-quals from the template are discarded when
7380                    substituting in a function or reference type.  */
7381                 if (TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
7382                     || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE
7383                     || TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE)
7384                   quals = cp_type_quals (arg);
7385                 else
7386                   quals = cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t);
7387                   
7388                 return cp_build_qualified_type_real
7389                   (arg, quals, complain | tf_ignore_bad_quals);
7390               }
7391             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7392               {
7393                 /* We are processing a type constructed from a
7394                    template template parameter.  */
7395                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
7396                                       args, complain, in_decl);
7397                 if (argvec == error_mark_node)
7398                   return error_mark_node;
7399
7400                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
7401                    are resolving nested-types in the signature of a
7402                    member function templates.  Otherwise ARG is a
7403                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
7404                    instantiated.  */
7405                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7406                   arg = TYPE_NAME (arg);
7407
7408                 r = lookup_template_class (arg,
7409                                            argvec, in_decl,
7410                                            DECL_CONTEXT (arg),
7411                                             /*entering_scope=*/0,
7412                                            complain);
7413                 return cp_build_qualified_type_real
7414                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7415               }
7416             else
7417               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
7418               return arg;
7419           }
7420
7421         if (level == 1)
7422           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
7423              unify.  This means that we don't yet have any information
7424              about the template parameter in question.  */
7425           return t;
7426
7427         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
7428            more deeply nested template.  Make a new version of this
7429            template parameter, but with a lower level.  */
7430         switch (TREE_CODE (t))
7431           {
7432           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7433           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7434           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7435             if (cp_type_quals (t))
7436               {
7437                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
7438                 r = cp_build_qualified_type_real
7439                   (r, cp_type_quals (t),
7440                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7441                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
7442               }
7443             else
7444               {
7445                 r = copy_type (t);
7446                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
7447                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
7448                                                 r, levels);
7449                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
7450                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
7451                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
7452                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
7453
7454                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7455                   {
7456                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
7457                                           complain, in_decl);
7458                     if (argvec == error_mark_node)
7459                       return error_mark_node;
7460
7461                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
7462                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
7463                   }
7464               }
7465             break;
7466
7467           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7468             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels);
7469             break;
7470
7471           default:
7472             gcc_unreachable ();
7473           }
7474
7475         return r;
7476       }
7477
7478     case TREE_LIST:
7479       {
7480         tree purpose, value, chain;
7481
7482         if (t == void_list_node)
7483           return t;
7484
7485         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7486         if (purpose)
7487           {
7488             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
7489             if (purpose == error_mark_node)
7490               return error_mark_node;
7491           }
7492         value = TREE_VALUE (t);
7493         if (value)
7494           {
7495             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
7496             if (value == error_mark_node)
7497               return error_mark_node;
7498           }
7499         chain = TREE_CHAIN (t);
7500         if (chain && chain != void_type_node)
7501           {
7502             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
7503             if (chain == error_mark_node)
7504               return error_mark_node;
7505           }
7506         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7507             && value == TREE_VALUE (t)
7508             && chain == TREE_CHAIN (t))
7509           return t;
7510         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
7511       }
7512
7513     case TREE_BINFO:
7514       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
7515       gcc_unreachable ();
7516
7517     case TREE_VEC:
7518       /* A vector of template arguments.  */
7519       gcc_assert (!type);
7520       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
7521
7522     case POINTER_TYPE:
7523     case REFERENCE_TYPE:
7524       {
7525         enum tree_code code;
7526
7527         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
7528           return t;
7529
7530         code = TREE_CODE (t);
7531
7532
7533         /* [temp.deduct]
7534
7535            Type deduction may fail for any of the following
7536            reasons:
7537
7538            -- Attempting to create a pointer to reference type.
7539            -- Attempting to create a reference to a reference type or
7540               a reference to void.  */
7541         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
7542             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
7543           {
7544             static location_t last_loc;
7545
7546             /* We keep track of the last time we issued this error
7547                message to avoid spewing a ton of messages during a
7548                single bad template instantiation.  */
7549             if (complain & tf_error
7550 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
7551                 && last_loc != input_location
7552 #else
7553                 && (last_loc.line != input_line
7554                     || last_loc.file != input_filename)
7555 #endif
7556                   )
7557               {
7558                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7559                   error ("forming reference to void");
7560                 else
7561                   error ("forming %s to reference type %qT",
7562                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
7563                          type);
7564                 last_loc = input_location;
7565               }
7566
7567             return error_mark_node;
7568           }
7569         else if (code == POINTER_TYPE)
7570           {
7571             r = build_pointer_type (type);
7572             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
7573               r = build_ptrmemfunc_type (r);
7574           }
7575         else
7576           r = build_reference_type (type);
7577         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7578
7579         if (r != error_mark_node)
7580           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
7581           layout_type (r);
7582
7583         return r;
7584       }
7585     case OFFSET_TYPE:
7586       {
7587         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
7588         if (r == error_mark_node || !IS_AGGR_TYPE (r))
7589           {
7590             /* [temp.deduct]
7591
7592                Type deduction may fail for any of the following
7593                reasons:
7594
7595                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7596                   is not a class type.  */
7597             if (complain & tf_error)
7598               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
7599             return error_mark_node;
7600           }
7601         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7602           {
7603             if (complain & tf_error)
7604               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
7605             return error_mark_node;
7606           }
7607         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7608           {
7609             if (complain & tf_error)
7610               error ("creating pointer to member of type void");
7611             return error_mark_node;
7612           }
7613         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
7614         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
7615           {
7616             /* The type of the implicit object parameter gets its
7617                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
7618             tree method_type;
7619             tree this_type = cp_build_qualified_type (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
7620                                                       cp_type_quals (type));
7621             tree memptr;
7622             method_type = build_method_type_directly (this_type,
7623                                                       TREE_TYPE (type),
7624                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
7625             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
7626             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
7627                                                  complain);
7628           }
7629         else
7630           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
7631                                                TYPE_QUALS (t),
7632                                                complain);
7633       }
7634     case FUNCTION_TYPE:
7635     case METHOD_TYPE:
7636       {
7637         tree fntype;
7638         tree specs;
7639         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
7640         if (fntype == error_mark_node)
7641           return error_mark_node;
7642
7643         /* Substitute the exception specification.  */
7644         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
7645                                                 in_decl);
7646         if (specs == error_mark_node)
7647           return error_mark_node;
7648         if (specs)
7649           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
7650         return fntype;
7651       }
7652     case ARRAY_TYPE:
7653       {
7654         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
7655         if (domain == error_mark_node)
7656           return error_mark_node;
7657
7658         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
7659            it will obviously be the same as T.  */
7660         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
7661           return t;
7662
7663         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
7664
7665            [temp.deduct]
7666
7667            The deduction may fail for any of the following reasons:
7668
7669            -- Attempting to create an array with an element type that
7670               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
7671               an abstract class type.  */
7672         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
7673             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
7674             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7675           {
7676             if (complain & tf_error)
7677               error ("creating array of %qT", type);
7678             return error_mark_node;
7679           }
7680         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
7681           {
7682             if (complain & tf_error)
7683               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
7684                      type);
7685             return error_mark_node;
7686           }
7687
7688         r = build_cplus_array_type (type, domain);
7689         return r;
7690       }
7691
7692     case PLUS_EXPR:
7693     case MINUS_EXPR:
7694       {
7695         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7696         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7697
7698         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7699           return error_mark_node;
7700
7701         return fold_build2 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
7702       }
7703
7704     case NEGATE_EXPR:
7705     case NOP_EXPR:
7706       {
7707         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7708         if (e == error_mark_node)
7709           return error_mark_node;
7710
7711         return fold_build1 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
7712       }
7713
7714     case TYPENAME_TYPE:
7715       {
7716         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7717                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7718         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
7719                               complain, in_decl);
7720
7721         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
7722           return error_mark_node;
7723
7724         if (!IS_AGGR_TYPE (ctx))
7725           {
7726             if (complain & tf_error)
7727               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
7728             return error_mark_node;
7729           }
7730         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
7731           {
7732             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
7733                have complete type in order to allow things like:
7734
7735                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
7736
7737                But, such constructs have already been resolved by this
7738                point, so here CTX really should have complete type, unless
7739                it's a partial instantiation.  */
7740             ctx = complete_type (ctx);
7741             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
7742               {
7743                 if (complain & tf_error)
7744                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
7745                 return error_mark_node;
7746               }
7747           }
7748
7749         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
7750                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
7751         if (f == error_mark_node)
7752           return f;
7753         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
7754           {
7755             complain |= tf_ignore_bad_quals;
7756             f = TREE_TYPE (f);
7757           }
7758
7759         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
7760           {
7761             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
7762               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
7763                      t, f);
7764             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
7765               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
7766                      t, f);
7767           }
7768
7769         return cp_build_qualified_type_real
7770           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
7771       }
7772
7773     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7774       {
7775         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7776                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7777         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7778         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
7779
7780         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
7781           return error_mark_node;
7782
7783         if (parm_list)
7784           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
7785         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
7786       }
7787
7788     case INDIRECT_REF:
7789     case ADDR_EXPR:
7790     case CALL_EXPR:
7791       gcc_unreachable ();
7792
7793     case ARRAY_REF:
7794       {
7795         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7796         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl,
7797                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
7798         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7799           return error_mark_node;
7800
7801         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
7802       }
7803
7804     case SCOPE_REF:
7805       {
7806         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7807         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7808         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7809           return error_mark_node;
7810
7811         return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
7812                                      e1, e2, QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
7813       }
7814
7815     case TYPEOF_TYPE:
7816       {
7817         tree type;
7818
7819         type = finish_typeof (tsubst_expr 
7820                               (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
7821                                complain, in_decl,
7822                                /*integral_constant_expression_p=*/false));
7823         return cp_build_qualified_type_real (type,
7824                                              cp_type_quals (t)
7825                                              | cp_type_quals (type),
7826                                              complain);
7827       }
7828
7829     default:
7830       sorry ("use of %qs in template",
7831              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
7832       return error_mark_node;
7833     }
7834 }
7835
7836 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
7837    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
7838    operator.  */
7839
7840 static tree
7841 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
7842                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7843 {
7844     tree name;
7845     tree qualifying_scope;
7846     tree fns;
7847     tree optype;
7848     tree template_args = 0;
7849     bool template_id_p = false;
7850
7851     /* A baselink indicates a function from a base class.  Both the
7852        BASELINK_ACCESS_BINFO and the base class referenced may
7853        indicate bases of the template class, rather than the
7854        instantiated class.  In addition, lookups that were not
7855        ambiguous before may be ambiguous now.  Therefore, we perform
7856        the lookup again.  */
7857     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
7858     qualifying_scope = tsubst (qualifying_scope, args,
7859                                complain, in_decl);
7860     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7861     optype = BASELINK_OPTYPE (baselink);
7862     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7863       {
7864         template_id_p = true;
7865         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
7866         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
7867         if (template_args)
7868           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7869                                                 complain, in_decl);
7870       }
7871     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
7872     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
7873
7874     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
7875        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
7876        later by overload resolution will be marked as used at that
7877        point.)  */
7878     if (BASELINK_P (baselink))
7879       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7880     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
7881       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
7882
7883     /* Add back the template arguments, if present.  */
7884     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
7885       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
7886         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
7887                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
7888                     template_args);
7889     /* Update the conversion operator type.  */
7890     BASELINK_OPTYPE (baselink) 
7891       = tsubst (optype, args, complain, in_decl);
7892
7893     if (!object_type)
7894       object_type = current_class_type;
7895     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
7896                                                    qualifying_scope,
7897                                                    object_type);
7898 }
7899
7900 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
7901    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
7902    itself; false if more of the postfix-expression follows the
7903    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
7904    of "&".  */
7905
7906 static tree
7907 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
7908                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
7909                      bool done, bool address_p)
7910 {
7911   tree expr;
7912   tree scope;
7913   tree name;
7914   bool is_template;
7915   tree template_args;
7916
7917   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
7918
7919   /* Figure out what name to look up.  */
7920   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
7921   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7922     {
7923       is_template = true;
7924       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
7925       if (template_args)
7926         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7927                                               complain, in_decl);
7928       name = TREE_OPERAND (name, 0);
7929     }
7930   else
7931     {
7932       is_template = false;
7933       template_args = NULL_TREE;
7934     }
7935
7936   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
7937      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
7938      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
7939      substituting will not help.  */
7940   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
7941   if (args)
7942     {
7943       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
7944       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7945     }
7946   else
7947     expr = name;
7948
7949   if (dependent_type_p (scope))
7950     return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
7951                                  scope, expr,
7952                                  QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id));
7953
7954   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
7955     {
7956       if (TREE_CODE (expr) == BIT_NOT_EXPR)
7957         /* If this were actually a destructor call, it would have been
7958            parsed as such by the parser.  */
7959         expr = error_mark_node;
7960       else
7961         expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
7962       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
7963                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
7964         {
7965           if (complain & tf_error)
7966             {
7967               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
7968                      "instantiation yields a type", qualified_id);
7969               inform ("say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
7970             }
7971           return error_mark_node;
7972         }
7973     }
7974
7975   if (DECL_P (expr))
7976     {
7977       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
7978                                            scope);
7979       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
7980       mark_used (expr);
7981     }
7982
7983   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
7984     {
7985       if (complain & tf_error)
7986         qualified_name_lookup_error (scope,
7987                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7988                                      expr);
7989       return error_mark_node;
7990     }
7991
7992   if (is_template)
7993     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
7994
7995   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
7996     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7997                                  expr);
7998   else if (TYPE_P (scope))
7999     {
8000       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
8001               (expr, scope, current_class_type));
8002       expr = (finish_qualified_id_expr
8003               (scope, expr, done, address_p,
8004                QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id),
8005                /*template_arg_p=*/false));
8006     }
8007
8008   /* Expressions do not generally have reference type.  */
8009   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF
8010       /* However, if we're about to form a pointer-to-member, we just
8011          want the referenced member referenced.  */
8012       && TREE_CODE (expr) != OFFSET_REF)
8013     expr = convert_from_reference (expr);
8014
8015   return expr;
8016 }
8017
8018 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
8019    template parms; to finish processing the resultant expression, use
8020    tsubst_expr.  */
8021
8022 static tree
8023 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8024 {
8025   enum tree_code code;
8026   tree r;
8027
8028   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8029     return t;
8030
8031   code = TREE_CODE (t);
8032
8033   switch (code)
8034     {
8035     case PARM_DECL:
8036       r = retrieve_local_specialization (t);
8037       gcc_assert (r != NULL);
8038       mark_used (r);
8039       return r;
8040
8041     case CONST_DECL:
8042       {
8043         tree enum_type;
8044         tree v;
8045
8046         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
8047           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
8048         /* There is no need to substitute into namespace-scope
8049            enumerators.  */
8050         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
8051           return t;
8052         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
8053         if (args == NULL_TREE)
8054           return integral_constant_value (t);
8055
8056         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
8057            Consider:
8058
8059              template <int I> int f() {
8060              enum E { a = I };
8061              struct S { void g() { E e = a; } };
8062              };
8063
8064            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
8065            clever enough to find f<7>::a.  */
8066         enum_type
8067           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
8068                               /*entering_scope=*/0);
8069
8070         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
8071              v != NULL_TREE;
8072              v = TREE_CHAIN (v))
8073           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
8074             return TREE_VALUE (v);
8075
8076           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
8077              name-lookup found it during preliminary parsing, we
8078              should find it again here during instantiation.  */
8079         gcc_unreachable ();
8080       }
8081       return t;
8082
8083     case FIELD_DECL:
8084       if (DECL_CONTEXT (t))
8085         {
8086           tree ctx;
8087
8088           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
8089                                   /*entering_scope=*/1);
8090           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
8091             {
8092               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
8093               if (!r)
8094                 {
8095                   if (complain & tf_error)
8096                     error ("using invalid field %qD", t);
8097                   return error_mark_node;
8098                 }
8099               return r;
8100             }
8101         }
8102
8103       return t;
8104
8105     case VAR_DECL:
8106     case FUNCTION_DECL:
8107       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
8108           || local_variable_p (t))
8109         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
8110       mark_used (t);
8111       return t;
8112
8113     case BASELINK:
8114       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
8115
8116     case TEMPLATE_DECL:
8117       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
8118         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
8119                        args, complain, in_decl);
8120       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
8121         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8122       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
8123                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
8124         {
8125           /* Template template argument like the following example need
8126              special treatment:
8127
8128                template <template <class> class TT> struct C {};
8129                template <class T> struct D {
8130                  template <class U> struct E {};
8131                  C<E> c;                                // #1
8132                };
8133                D<int> d;                                // #2
8134
8135              We are processing the template argument `E' in #1 for
8136              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
8137              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
8138              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
8139
8140           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
8141           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
8142         }
8143       else
8144         /* Ordinary template template argument.  */
8145         return t;
8146
8147     case CAST_EXPR:
8148     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8149     case CONST_CAST_EXPR:
8150     case STATIC_CAST_EXPR:
8151     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8152     case NOP_EXPR:
8153       return build1
8154         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8155          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
8156
8157     case INDIRECT_REF:
8158     case NEGATE_EXPR:
8159     case TRUTH_NOT_EXPR:
8160     case BIT_NOT_EXPR:
8161     case ADDR_EXPR:
8162     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
8163     case SIZEOF_EXPR:
8164     case ALIGNOF_EXPR:
8165     case ARROW_EXPR:
8166     case THROW_EXPR:
8167     case TYPEID_EXPR:
8168     case REALPART_EXPR:
8169     case IMAGPART_EXPR:
8170       return build1
8171         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8172          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
8173
8174     case COMPONENT_REF:
8175       {
8176         tree object;
8177         tree name;
8178
8179         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
8180         name = TREE_OPERAND (t, 1);
8181         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
8182           {
8183             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
8184                                 complain, in_decl);
8185             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
8186           }
8187         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
8188                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
8189           {
8190             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
8191                                      complain, in_decl);
8192             name = TREE_OPERAND (name, 1);
8193             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
8194                                 complain, in_decl);
8195             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
8196             name = build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
8197                                          base, name,
8198                                          /*template_p=*/false);
8199           }
8200         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
8201           name = tsubst_baselink (name,
8202                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
8203                                   args, complain,
8204                                   in_decl);
8205         else
8206           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
8207         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
8208       }
8209
8210     case PLUS_EXPR:
8211     case MINUS_EXPR:
8212     case MULT_EXPR:
8213     case TRUNC_DIV_EXPR:
8214     case CEIL_DIV_EXPR:
8215     case FLOOR_DIV_EXPR:
8216     case ROUND_DIV_EXPR:
8217     case EXACT_DIV_EXPR:
8218     case BIT_AND_EXPR:
8219     case BIT_IOR_EXPR:
8220     case BIT_XOR_EXPR:
8221     case TRUNC_MOD_EXPR:
8222     case FLOOR_MOD_EXPR:
8223     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
8224     case TRUTH_ORIF_EXPR:
8225     case TRUTH_AND_EXPR:
8226     case TRUTH_OR_EXPR:
8227     case RSHIFT_EXPR:
8228     case LSHIFT_EXPR:
8229     case RROTATE_EXPR:
8230     case LROTATE_EXPR:
8231     case EQ_EXPR:
8232     case NE_EXPR:
8233     case MAX_EXPR:
8234     case MIN_EXPR:
8235     case LE_EXPR:
8236     case GE_EXPR:
8237     case LT_EXPR:
8238     case GT_EXPR:
8239     case COMPOUND_EXPR:
8240     case DOTSTAR_EXPR:
8241     case MEMBER_REF:
8242     case PREDECREMENT_EXPR:
8243     case PREINCREMENT_EXPR:
8244     case POSTDECREMENT_EXPR:
8245     case POSTINCREMENT_EXPR:
8246       return build_nt
8247         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
8248          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
8249
8250     case SCOPE_REF:
8251       return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
8252                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0),
8253                                                 args, complain, in_decl),
8254                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1),
8255                                                 args, complain, in_decl),
8256                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
8257
8258     case ARRAY_REF:
8259       return build_nt
8260         (ARRAY_REF,
8261          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
8262          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
8263          NULL_TREE, NULL_TREE);
8264
8265     case CALL_EXPR:
8266       return build_nt (code,
8267                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args,
8268                                     complain, in_decl),
8269                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain,
8270                                     in_decl),
8271                        NULL_TREE);
8272
8273     case COND_EXPR:
8274     case MODOP_EXPR:
8275     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
8276       {
8277         r = build_nt
8278           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
8279            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
8280            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
8281         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
8282         return r;
8283       }
8284
8285     case NEW_EXPR:
8286       {
8287         r = build_nt
8288         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
8289          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
8290          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
8291         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
8292         return r;
8293       }
8294
8295     case DELETE_EXPR:
8296       {
8297         r = build_nt
8298         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
8299          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
8300         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
8301         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
8302         return r;
8303       }
8304
8305     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8306       {
8307         /* Substituted template arguments */
8308         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
8309         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8310
8311         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
8312         if (targs)
8313           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8314
8315         return lookup_template_function (fn, targs);
8316       }
8317
8318     case TREE_LIST:
8319       {
8320         tree purpose, value, chain;
8321
8322         if (t == void_list_node)
8323           return t;
8324
8325         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8326         if (purpose)
8327           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
8328         value = TREE_VALUE (t);
8329         if (value)
8330           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
8331         chain = TREE_CHAIN (t);
8332         if (chain && chain != void_type_node)
8333           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
8334         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8335             && value == TREE_VALUE (t)
8336             && chain == TREE_CHAIN (t))
8337           return t;
8338         return tree_cons (purpose, value, chain);
8339       }
8340
8341     case RECORD_TYPE:
8342     case UNION_TYPE:
8343     case ENUMERAL_TYPE:
8344     case INTEGER_TYPE:
8345     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
8346     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8347     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8348     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
8349     case POINTER_TYPE:
8350     case REFERENCE_TYPE:
8351     case OFFSET_TYPE:
8352     case FUNCTION_TYPE:
8353     case METHOD_TYPE:
8354     case ARRAY_TYPE:
8355     case TYPENAME_TYPE:
8356     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
8357     case TYPEOF_TYPE:
8358     case TYPE_DECL:
8359       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8360
8361     case IDENTIFIER_NODE:
8362       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8363         {
8364           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8365           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8366         }
8367       else
8368         return t;
8369
8370     case CONSTRUCTOR:
8371       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
8372       gcc_unreachable ();
8373
8374     case VA_ARG_EXPR:
8375       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
8376                                           in_decl),
8377                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
8378
8379     case CLEANUP_POINT_EXPR:
8380       /* We shouldn't have built any of these during initial template
8381          generation.  Instead, they should be built during instantiation
8382          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
8383       gcc_unreachable ();
8384
8385     case OFFSET_REF:
8386       mark_used (TREE_OPERAND (t, 1));
8387       return t;
8388
8389     default:
8390       return t;
8391     }
8392 }
8393
8394 /* Like tsubst_copy, but specifically for OpenMP clauses.  */
8395
8396 static tree
8397 tsubst_omp_clauses (tree clauses, tree args, tsubst_flags_t complain,
8398                     tree in_decl)
8399 {
8400   tree new_clauses = NULL, nc, oc;
8401
8402   for (oc = clauses; oc ; oc = OMP_CLAUSE_CHAIN (oc))
8403     {
8404       nc = copy_node (oc);
8405       OMP_CLAUSE_CHAIN (nc) = new_clauses;
8406       new_clauses = nc;
8407
8408       switch (OMP_CLAUSE_CODE (nc))
8409         {
8410         case OMP_CLAUSE_PRIVATE:
8411         case OMP_CLAUSE_SHARED:
8412         case OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE:
8413         case OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE:
8414         case OMP_CLAUSE_REDUCTION:
8415         case OMP_CLAUSE_COPYIN:
8416         case OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE:
8417         case OMP_CLAUSE_IF:
8418         case OMP_CLAUSE_NUM_THREADS:
8419         case OMP_CLAUSE_SCHEDULE:
8420           OMP_CLAUSE_OPERAND (nc, 0)
8421             = tsubst_expr (OMP_CLAUSE_OPERAND (oc, 0), args, complain, 
8422                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
8423           break;
8424         case OMP_CLAUSE_NOWAIT:
8425         case OMP_CLAUSE_ORDERED:
8426         case OMP_CLAUSE_DEFAULT:
8427           break;
8428         default:
8429           gcc_unreachable ();
8430         }
8431     }
8432
8433   return finish_omp_clauses (nreverse (new_clauses));
8434 }
8435
8436 /* Like tsubst_copy_and_build, but unshare TREE_LIST nodes.  */
8437
8438 static tree
8439 tsubst_copy_asm_operands (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
8440                           tree in_decl)
8441 {
8442 #define RECUR(t) tsubst_copy_asm_operands (t, args, complain, in_decl)
8443
8444   tree purpose, value, chain;
8445
8446   if (t == NULL)
8447     return t;
8448
8449   if (TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
8450     return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8451                                   /*function_p=*/false,
8452                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
8453
8454   if (t == void_list_node)
8455     return t;
8456
8457   purpose = TREE_PURPOSE (t);
8458   if (purpose)
8459     purpose = RECUR (purpose);
8460   value = TREE_VALUE (t);
8461   if (value)
8462     value = RECUR (value);
8463   chain = TREE_CHAIN (t);
8464   if (chain && chain != void_type_node)
8465     chain = RECUR (chain);
8466   return tree_cons (purpose, value, chain);
8467 #undef RECUR
8468 }
8469
8470 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
8471    processing.  */
8472
8473 static tree
8474 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
8475              bool integral_constant_expression_p)
8476 {
8477 #define RECUR(NODE)                             \
8478   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
8479                integral_constant_expression_p)
8480
8481   tree stmt, tmp;
8482
8483   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8484     return t;
8485
8486   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
8487     input_location = EXPR_LOCATION (t);
8488   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
8489     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
8490
8491   switch (TREE_CODE (t))
8492     {
8493     case STATEMENT_LIST:
8494       {
8495         tree_stmt_iterator i;
8496         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
8497           RECUR (tsi_stmt (i));
8498         break;
8499       }
8500
8501     case CTOR_INITIALIZER:
8502       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
8503                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
8504       break;
8505
8506     case RETURN_EXPR:
8507       finish_return_stmt (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8508       break;
8509
8510     case EXPR_STMT:
8511       tmp = RECUR (EXPR_STMT_EXPR (t));
8512       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
8513         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
8514       else
8515         finish_expr_stmt (tmp);
8516       break;
8517
8518     case USING_STMT:
8519       do_using_directive (RECUR (USING_STMT_NAMESPACE (t)));
8520       break;
8521
8522     case DECL_EXPR:
8523       {
8524         tree decl;
8525         tree init;
8526
8527         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
8528         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
8529           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
8530         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
8531           {
8532             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
8533             tree name = DECL_NAME (decl);
8534             tree decl;
8535
8536             scope = RECUR (scope);
8537             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
8538                                           /*is_type_p=*/false,
8539                                           /*complain=*/false);
8540             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
8541               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl);
8542             else
8543               do_local_using_decl (decl, scope, name);
8544           }
8545         else
8546           {
8547             init = DECL_INITIAL (decl);
8548             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8549             if (decl != error_mark_node)
8550               {
8551                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
8552                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
8553                    handle local variables, and since we've already done
8554                    all that needs to be done, that's the right thing to
8555                    do.  */
8556                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
8557                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8558                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8559                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
8560                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
8561                   finish_anon_union (decl);
8562                 else
8563                   {
8564                     maybe_push_decl (decl);
8565                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8566                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
8567                       {
8568                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
8569                            initializer.  */
8570                         const char *const name
8571                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
8572                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
8573                       }
8574                     else
8575                       init = RECUR (init);
8576                     finish_decl (decl, init, NULL_TREE);
8577                   }
8578               }
8579           }
8580
8581         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
8582            clause of an if/for/while construct.  */
8583         return decl;
8584       }
8585
8586     case FOR_STMT:
8587       stmt = begin_for_stmt ();
8588                           RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
8589       finish_for_init_stmt (stmt);
8590       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
8591       finish_for_cond (tmp, stmt);
8592       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
8593       finish_for_expr (tmp, stmt);
8594       RECUR (FOR_BODY (t));
8595       finish_for_stmt (stmt);
8596       break;
8597
8598     case WHILE_STMT:
8599       stmt = begin_while_stmt ();
8600       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
8601       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8602       RECUR (WHILE_BODY (t));
8603       finish_while_stmt (stmt);
8604       break;
8605
8606     case DO_STMT:
8607       stmt = begin_do_stmt ();
8608       RECUR (DO_BODY (t));
8609       finish_do_body (stmt);
8610       tmp = RECUR (DO_COND (t));
8611       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8612       break;
8613
8614     case IF_STMT:
8615       stmt = begin_if_stmt ();
8616       tmp = RECUR (IF_COND (t));
8617       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8618       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
8619       finish_then_clause (stmt);
8620
8621       if (ELSE_CLAUSE (t))
8622         {
8623           begin_else_clause (stmt);
8624           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
8625           finish_else_clause (stmt);
8626         }
8627
8628       finish_if_stmt (stmt);
8629       break;
8630
8631     case BIND_EXPR:
8632       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8633         stmt = begin_function_body ();
8634       else
8635         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8636                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8637
8638       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
8639
8640       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8641         finish_function_body (stmt);
8642       else
8643         finish_compound_stmt (stmt);
8644       break;
8645
8646     case BREAK_STMT:
8647       finish_break_stmt ();
8648       break;
8649
8650     case CONTINUE_STMT:
8651       finish_continue_stmt ();
8652       break;
8653
8654     case SWITCH_STMT:
8655       stmt = begin_switch_stmt ();
8656       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
8657       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8658       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
8659       finish_switch_stmt (stmt);
8660       break;
8661
8662     case CASE_LABEL_EXPR:
8663       finish_case_label (RECUR (CASE_LOW (t)),
8664                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
8665       break;
8666
8667     case LABEL_EXPR:
8668       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8669       break;
8670
8671     case GOTO_EXPR:
8672       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8673       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8674         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8675            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8676            will have no binding.  */
8677         tmp = RECUR (tmp);
8678       else
8679         tmp = DECL_NAME (tmp);
8680       finish_goto_stmt (tmp);
8681       break;
8682
8683     case ASM_EXPR:
8684       tmp = finish_asm_stmt
8685         (ASM_VOLATILE_P (t),
8686          RECUR (ASM_STRING (t)),
8687          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8688          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
8689          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8690       {
8691         tree asm_expr = tmp;
8692         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8693           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8694         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8695       }
8696       break;
8697
8698     case TRY_BLOCK:
8699       if (CLEANUP_P (t))
8700         {
8701           stmt = begin_try_block ();
8702           RECUR (TRY_STMTS (t));
8703           finish_cleanup_try_block (stmt);
8704           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
8705         }
8706       else
8707         {
8708           tree compound_stmt = NULL_TREE;
8709
8710           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8711             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
8712           else
8713             stmt = begin_try_block ();
8714
8715           RECUR (TRY_STMTS (t));
8716
8717           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8718             finish_function_try_block (stmt);
8719           else
8720             finish_try_block (stmt);
8721
8722           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
8723           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8724             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
8725           else
8726             finish_handler_sequence (stmt);
8727         }
8728       break;
8729
8730     case HANDLER:
8731       {
8732         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
8733
8734         if (decl)
8735           {
8736             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8737             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8738                this variable.  We've already done all that needs to be
8739                done.  */
8740             if (decl != error_mark_node)
8741               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8742           }
8743         stmt = begin_handler ();
8744         finish_handler_parms (decl, stmt);
8745         RECUR (HANDLER_BODY (t));
8746         finish_handler (stmt);
8747       }
8748       break;
8749
8750     case TAG_DEFN:
8751       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8752       break;
8753
8754     case OMP_PARALLEL:
8755       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
8756                                 args, complain, in_decl);
8757       stmt = begin_omp_parallel ();
8758       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
8759       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
8760         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
8761       break;
8762
8763     case OMP_FOR:
8764       {
8765         tree clauses, decl, init, cond, incr, body, pre_body;
8766
8767         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
8768                                       args, complain, in_decl);
8769         init = OMP_FOR_INIT (t);
8770         gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
8771         decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
8772         init = RECUR (TREE_OPERAND (init, 1));
8773         cond = RECUR (OMP_FOR_COND (t));
8774         incr = RECUR (OMP_FOR_INCR (t));
8775
8776         stmt = begin_omp_structured_block ();
8777
8778         pre_body = push_stmt_list ();
8779         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
8780         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
8781
8782         body = push_stmt_list ();
8783         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
8784         body = pop_stmt_list (body);
8785
8786         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), decl, init, cond, incr, body,
8787                             pre_body);
8788         if (t)
8789           OMP_FOR_CLAUSES (t) = clauses;
8790
8791         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
8792       }
8793       break;
8794
8795     case OMP_SECTIONS:
8796     case OMP_SINGLE:
8797       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
8798       stmt = push_stmt_list ();
8799       RECUR (OMP_BODY (t));
8800       stmt = pop_stmt_list (stmt);
8801
8802       t = copy_node (t);
8803       OMP_BODY (t) = stmt;
8804       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
8805       add_stmt (t);
8806       break;
8807
8808     case OMP_SECTION:
8809     case OMP_CRITICAL:
8810     case OMP_MASTER:
8811     case OMP_ORDERED:
8812       stmt = push_stmt_list ();
8813       RECUR (OMP_BODY (t));
8814       stmt = pop_stmt_list (stmt);
8815
8816       t = copy_node (t);
8817       OMP_BODY (t) = stmt;
8818       add_stmt (t);
8819       break;
8820
8821     case OMP_ATOMIC:
8822       {
8823         tree op0, op1;
8824         op0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8825         op1 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8826         finish_omp_atomic (OMP_ATOMIC_CODE (t), op0, op1);
8827       }
8828       break;
8829
8830     default:
8831       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8832
8833       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8834                                     /*function_p=*/false,
8835                                     integral_constant_expression_p);
8836     }
8837
8838   return NULL_TREE;
8839 #undef RECUR
8840 }
8841
8842 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8843    call.  Return the substituted version of T.  */
8844
8845 static tree
8846 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
8847                                     tsubst_flags_t complain,
8848                                     tree in_decl)
8849 {
8850   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8851     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8852                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8853   else
8854     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8855                                /*function_p=*/false,
8856                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
8857
8858   return t;
8859 }
8860
8861 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8862    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8863
8864 tree
8865 tsubst_copy_and_build (tree t,
8866                        tree args,
8867                        tsubst_flags_t complain,
8868                        tree in_decl,
8869                        bool function_p,
8870                        bool integral_constant_expression_p)
8871 {
8872 #define RECUR(NODE)                                             \
8873   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
8874                          /*function_p=*/false,                  \
8875                          integral_constant_expression_p)
8876
8877   tree op1;
8878
8879   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8880     return t;
8881
8882   switch (TREE_CODE (t))
8883     {
8884     case USING_DECL:
8885       t = DECL_NAME (t);
8886       /* Fall through.  */
8887     case IDENTIFIER_NODE:
8888       {
8889         tree decl;
8890         cp_id_kind idk;
8891         bool non_integral_constant_expression_p;
8892         const char *error_msg;
8893
8894         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8895           {
8896             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8897             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8898           }
8899
8900         /* Look up the name.  */
8901         decl = lookup_name (t);
8902
8903         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8904            failure, not NULL_TREE.  */
8905         if (decl == NULL_TREE)
8906           decl = error_mark_node;
8907
8908         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8909                                      &idk,
8910                                      integral_constant_expression_p,
8911                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8912                                      &non_integral_constant_expression_p,
8913                                      /*template_p=*/false,
8914                                      /*done=*/true,
8915                                      /*address_p=*/false,
8916                                      /*template_arg_p=*/false,
8917                                      &error_msg);
8918         if (error_msg)
8919           error (error_msg);
8920         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8921           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8922         return decl;
8923       }
8924
8925     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8926       {
8927         tree object;
8928         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8929         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8930
8931         if (targs)
8932           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8933
8934         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8935           {
8936             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8937             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8938           }
8939         else
8940           object = NULL_TREE;
8941         template = lookup_template_function (template, targs);
8942
8943         if (object)
8944           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template),
8945                          object, template, NULL_TREE);
8946         else
8947           return baselink_for_fns (template);
8948       }
8949
8950     case INDIRECT_REF:
8951       {
8952         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8953
8954         if (REFERENCE_REF_P (t))
8955           {
8956             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
8957                such an indirect ref, but the substitution of the cast
8958                will have also added such an indirect ref.  */
8959             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
8960               r = convert_from_reference (r);
8961           }
8962         else
8963           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *");
8964         return r;
8965       }
8966
8967     case NOP_EXPR:
8968       return build_nop
8969         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8970          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8971
8972     case CAST_EXPR:
8973     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8974     case CONST_CAST_EXPR:
8975     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8976     case STATIC_CAST_EXPR:
8977       {
8978         tree type;
8979         tree op;
8980
8981         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8982         if (integral_constant_expression_p
8983             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
8984           {
8985             error ("a cast to a type other than an integral or "
8986                    "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
8987             return error_mark_node; 
8988           }
8989
8990         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8991
8992         switch (TREE_CODE (t))
8993           {
8994           case CAST_EXPR:
8995             return build_functional_cast (type, op);
8996           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8997             return build_reinterpret_cast (type, op);
8998           case CONST_CAST_EXPR:
8999             return build_const_cast (type, op);
9000           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
9001             return build_dynamic_cast (type, op);
9002           case STATIC_CAST_EXPR:
9003             return build_static_cast (type, op);
9004           default:
9005             gcc_unreachable ();
9006           }
9007       }
9008
9009     case POSTDECREMENT_EXPR:
9010     case POSTINCREMENT_EXPR:
9011       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
9012                                                 args, complain, in_decl);
9013       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
9014
9015     case PREDECREMENT_EXPR:
9016     case PREINCREMENT_EXPR:
9017     case NEGATE_EXPR:
9018     case BIT_NOT_EXPR:
9019     case ABS_EXPR:
9020     case TRUTH_NOT_EXPR:
9021     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
9022     case REALPART_EXPR:
9023     case IMAGPART_EXPR:
9024       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
9025
9026     case ADDR_EXPR:
9027       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
9028       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
9029         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
9030                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
9031       else
9032         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
9033                                                   in_decl);
9034       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
9035         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
9036       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
9037
9038     case PLUS_EXPR:
9039     case MINUS_EXPR:
9040     case MULT_EXPR:
9041     case TRUNC_DIV_EXPR:
9042     case CEIL_DIV_EXPR:
9043     case FLOOR_DIV_EXPR:
9044     case ROUND_DIV_EXPR:
9045     case EXACT_DIV_EXPR:
9046     case BIT_AND_EXPR:
9047     case BIT_IOR_EXPR:
9048     case BIT_XOR_EXPR:
9049     case TRUNC_MOD_EXPR:
9050     case FLOOR_MOD_EXPR:
9051     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
9052     case TRUTH_ORIF_EXPR:
9053     case TRUTH_AND_EXPR:
9054     case TRUTH_OR_EXPR:
9055     case RSHIFT_EXPR:
9056     case LSHIFT_EXPR:
9057     case RROTATE_EXPR:
9058     case LROTATE_EXPR:
9059     case EQ_EXPR:
9060     case NE_EXPR:
9061     case MAX_EXPR:
9062     case MIN_EXPR:
9063     case LE_EXPR:
9064     case GE_EXPR:
9065     case LT_EXPR:
9066     case GT_EXPR:
9067     case MEMBER_REF:
9068     case DOTSTAR_EXPR:
9069       return build_x_binary_op
9070         (TREE_CODE (t),
9071          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9072          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9073          /*overloaded_p=*/NULL);
9074
9075     case SCOPE_REF:
9076       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
9077                                   /*address_p=*/false);
9078     case ARRAY_REF:
9079       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
9080                                                 args, complain, in_decl);
9081       return build_x_binary_op (ARRAY_REF, op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9082                                 /*overloaded_p=*/NULL);
9083
9084     case SIZEOF_EXPR:
9085     case ALIGNOF_EXPR:
9086       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
9087       if (!args)
9088         {
9089           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
9090              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
9091              the substitutions may not work.  */
9092           if (!TYPE_P (op1))
9093             op1 = TREE_TYPE (op1);
9094         }
9095       else
9096         {
9097           ++skip_evaluation;
9098           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
9099                                        /*function_p=*/false,
9100                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
9101           --skip_evaluation;
9102         }
9103       if (TYPE_P (op1))
9104         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
9105       else
9106         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
9107
9108     case MODOP_EXPR:
9109       {
9110         tree r = build_x_modify_expr
9111           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9112            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
9113            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
9114         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
9115            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
9116            than plain assignment.  In the former case, it was already
9117            set and must be copied.  In the latter case,
9118            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
9119            here.  */
9120         if (TREE_NO_WARNING (t))
9121           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
9122         return r;
9123       }
9124
9125     case ARROW_EXPR:
9126       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
9127                                                 args, complain, in_decl);
9128       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
9129       if (DECL_P (op1))
9130         mark_used (op1);
9131       return build_x_arrow (op1);
9132
9133     case NEW_EXPR:
9134       return build_new
9135         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9136          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9137          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
9138          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
9139          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
9140
9141     case DELETE_EXPR:
9142      return delete_sanity
9143        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9144         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9145         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
9146         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
9147
9148     case COMPOUND_EXPR:
9149       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9150                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
9151
9152     case CALL_EXPR:
9153       {
9154         tree function;
9155         tree call_args;
9156         bool qualified_p;
9157         bool koenig_p;
9158
9159         function = TREE_OPERAND (t, 0);
9160         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
9161            not Koenig lookup should be performed.  */
9162         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
9163         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
9164           {
9165             qualified_p = true;
9166             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
9167                                             /*done=*/false,
9168                                             /*address_p=*/false);
9169           }
9170         else
9171           {
9172             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
9173               {
9174                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
9175
9176                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
9177                                || (BASELINK_P (op)
9178                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
9179               }
9180             else
9181               qualified_p = false;
9182
9183             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
9184                                               in_decl,
9185                                               !qualified_p,
9186                                               integral_constant_expression_p);
9187
9188             if (BASELINK_P (function))
9189               qualified_p = true;
9190           }
9191
9192         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
9193
9194         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
9195            lookup finds a non-function, in accordance with the
9196            expected resolution of DR 218.  */
9197         if (koenig_p
9198             && ((is_overloaded_fn (function)
9199                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
9200                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
9201                     to denote the function.  */
9202                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
9203                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
9204           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
9205
9206         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
9207           {
9208             unqualified_name_lookup_error (function);
9209             return error_mark_node;
9210           }
9211
9212         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
9213         if (DECL_P (function))
9214           mark_used (function);
9215
9216         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
9217           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
9218         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
9219           {
9220             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
9221               return finish_call_expr (function, call_args,
9222                                        /*disallow_virtual=*/false,
9223                                        /*koenig_p=*/false);
9224             else
9225               return (build_new_method_call
9226                       (TREE_OPERAND (function, 0),
9227                        TREE_OPERAND (function, 1),
9228                        call_args, NULL_TREE,
9229                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
9230                        /*fn_p=*/NULL));
9231           }
9232         return finish_call_expr (function, call_args,
9233                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
9234                                  koenig_p);
9235       }
9236
9237     case COND_EXPR:
9238       return build_x_conditional_expr
9239         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9240          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9241          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
9242
9243     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
9244       return finish_pseudo_destructor_expr
9245         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9246          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9247          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
9248
9249     case TREE_LIST:
9250       {
9251         tree purpose, value, chain;
9252
9253         if (t == void_list_node)
9254           return t;
9255
9256         purpose = TREE_PURPOSE (t);
9257         if (purpose)
9258           purpose = RECUR (purpose);
9259         value = TREE_VALUE (t);
9260         if (value)
9261           value = RECUR (value);
9262         chain = TREE_CHAIN (t);
9263         if (chain && chain != void_type_node)
9264           chain = RECUR (chain);
9265         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
9266             && value == TREE_VALUE (t)
9267             && chain == TREE_CHAIN (t))
9268           return t;
9269         return tree_cons (purpose, value, chain);
9270       }
9271
9272     case COMPONENT_REF:
9273       {
9274         tree object;
9275         tree object_type;
9276         tree member;
9277
9278         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
9279                                                      args, complain, in_decl);
9280         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
9281         if (DECL_P (object))
9282           mark_used (object);
9283         object_type = TREE_TYPE (object);
9284
9285         member = TREE_OPERAND (t, 1);
9286         if (BASELINK_P (member))
9287           member = tsubst_baselink (member,
9288                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
9289                                     args, complain, in_decl);
9290         else
9291           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
9292         if (member == error_mark_node)
9293           return error_mark_node;
9294
9295         if (object_type && !CLASS_TYPE_P (object_type))
9296           {
9297             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
9298               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
9299                                                     NULL_TREE,
9300                                                     object_type);
9301             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
9302                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
9303               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
9304                                                     object,
9305                                                     object_type);
9306           }
9307         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
9308                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9309           {
9310             tree tmpl;
9311             tree args;
9312
9313             /* Lookup the template functions now that we know what the
9314                scope is.  */
9315             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
9316             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
9317             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
9318                                             /*is_type_p=*/false,
9319                                             /*complain=*/false);
9320             if (BASELINK_P (member))
9321               {
9322                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
9323                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
9324                               args);
9325                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
9326                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
9327                            object_type));
9328               }
9329             else
9330               {
9331                 qualified_name_lookup_error (object_type, tmpl, member);
9332                 return error_mark_node;
9333               }
9334           }
9335         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
9336                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
9337                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
9338           {
9339             if (complain & tf_error)
9340               {
9341                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
9342                   error ("%qT is not a class or namespace",
9343                          TREE_OPERAND (member, 0));
9344                 else
9345                   error ("%qD is not a class or namespace",
9346                          TREE_OPERAND (member, 0));
9347               }
9348             return error_mark_node;
9349           }
9350         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
9351           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
9352
9353         return finish_class_member_access_expr (object, member,
9354                                                 /*template_p=*/false);
9355       }
9356
9357     case THROW_EXPR:
9358       return build_throw
9359         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
9360
9361     case CONSTRUCTOR:
9362       {
9363         VEC(constructor_elt,gc) *n;
9364         constructor_elt *ce;
9365         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
9366         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9367         bool process_index_p;
9368
9369         if (type == error_mark_node)
9370           return error_mark_node;
9371
9372         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
9373         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
9374           return t;
9375
9376         /* We do not want to process the index of aggregate
9377            initializers as they are identifier nodes which will be
9378            looked up by digest_init.  */
9379         process_index_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
9380
9381         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
9382         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
9383           {
9384             if (ce->index && process_index_p)
9385               ce->index = RECUR (ce->index);
9386             ce->value = RECUR (ce->value);
9387           }
9388
9389         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
9390           return finish_compound_literal (type, n);
9391
9392         return build_constructor (NULL_TREE, n);
9393       }
9394
9395     case TYPEID_EXPR:
9396       {
9397         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
9398         if (TYPE_P (operand_0))
9399           return get_typeid (operand_0);
9400         return build_typeid (operand_0);
9401       }
9402
9403     case VAR_DECL:
9404       if (!args)
9405         return t;
9406       /* Fall through */
9407
9408     case PARM_DECL:
9409       {
9410         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
9411
9412         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
9413           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
9414              the appropriate INDIRECT_REF.  */
9415           r = convert_from_reference (r);
9416         return r;
9417       }
9418
9419     case VA_ARG_EXPR:
9420       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9421                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
9422                                           in_decl));
9423
9424     case OFFSETOF_EXPR:
9425       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
9426
9427     case STMT_EXPR:
9428       {
9429         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
9430         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
9431
9432         cur_stmt_expr = stmt_expr;
9433         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
9434                      integral_constant_expression_p);
9435         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
9436         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
9437
9438         return stmt_expr;
9439       }
9440
9441     case CONST_DECL:
9442       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
9443       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
9444          to their underlying values.  */
9445       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
9446         {
9447           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
9448           return DECL_INITIAL (t);
9449         }
9450       return t;
9451
9452     default:
9453       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
9454       {
9455         tree subst
9456           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
9457                                          in_decl, /*function_p=*/false);
9458         if (subst)
9459           return subst;
9460       }
9461       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
9462     }
9463
9464 #undef RECUR
9465 }
9466
9467 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
9468    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
9469    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
9470    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
9471
9472 static bool
9473 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
9474 {
9475   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
9476   bool result = false;
9477
9478   for (ix = 0; ix != len; ix++)
9479     {
9480       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
9481
9482       if (TYPE_P (t))
9483         {
9484           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
9485              of a class or enumeration declared in a local scope)
9486              shall not be used to declare an entity with linkage.
9487              This implies that names with no linkage cannot be used as
9488              template arguments.  */
9489           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
9490
9491           if (nt)
9492             {
9493               /* DR 488 makes use of a type with no linkage cause
9494                  type deduction to fail.  */
9495               if (complain & tf_error)
9496                 {
9497                   if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
9498                     error ("%qT is/uses anonymous type", t);
9499                   else
9500                     error ("template argument for %qD uses local type %qT",
9501                            tmpl, t);
9502                 }
9503               result = true;
9504             }
9505           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
9506              allow variably-modified types as template arguments.  */
9507           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
9508             {
9509               if (complain & tf_error)
9510                 error ("%qT is a variably modified type", t);
9511               result = true;
9512             }
9513         }
9514       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
9515          constant.  */
9516       else if (TREE_TYPE (t)
9517                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
9518                && !TREE_CONSTANT (t))
9519         {
9520           if (complain & tf_error)
9521             error ("integral expression %qE is not constant", t);
9522           result = true;
9523         }
9524     }
9525   if (result && (complain & tf_error))
9526     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
9527   return result;
9528 }
9529
9530 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
9531    the template arguments in TARG_PTR.  */
9532
9533 tree
9534 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
9535 {
9536   tree fndecl;
9537   tree gen_tmpl;
9538   tree spec;
9539   HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
9540
9541   if (tmpl == error_mark_node)
9542     return error_mark_node;
9543
9544   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
9545
9546   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
9547   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
9548     {
9549       tree spec;
9550       tree clone;
9551
9552       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
9553                                    complain);
9554       if (spec == error_mark_node)
9555         return error_mark_node;
9556
9557       /* Look for the clone.  */
9558       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
9559         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
9560           return clone;
9561       /* We should always have found the clone by now.  */
9562       gcc_unreachable ();
9563       return NULL_TREE;
9564     }
9565
9566   /* Check to see if we already have this specialization.  */
9567   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr,
9568                                   /*class_specializations_p=*/false);
9569   if (spec != NULL_TREE)
9570     return spec;
9571
9572   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9573   if (tmpl != gen_tmpl)
9574     {
9575       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
9576          arguments we must add the arguments used to perform the
9577          partial instantiation.  */
9578       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
9579                                               targ_ptr);
9580
9581       /* Check to see if we already have this specialization.  */
9582       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
9583                                       /*class_specializations_p=*/false);
9584       if (spec != NULL_TREE)
9585         return spec;
9586     }
9587
9588   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
9589                                complain))
9590     return error_mark_node;
9591
9592   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
9593      parameters and return types have to be checked.  However this
9594      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
9595      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
9596      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
9597   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
9598
9599   /* Although PROCESSING_TEMPLATE_DECL may be true at this point
9600      (because, for example, we have encountered a non-dependent
9601      function call in the body of a template function and must now
9602      determine which of several overloaded functions will be called),
9603      within the instantiation itself we are not processing a
9604      template.  */  
9605   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
9606   processing_template_decl = 0;
9607   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
9608   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
9609                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
9610   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
9611   if (fndecl == error_mark_node)
9612     return error_mark_node;
9613
9614   /* Now we know the specialization, compute access previously
9615      deferred.  */
9616   push_access_scope (fndecl);
9617   perform_deferred_access_checks ();
9618   pop_access_scope (fndecl);
9619   pop_deferring_access_checks ();
9620
9621   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9622      template, not the most general template.  */
9623   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9624
9625   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9626      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9627      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9628      instantiating the template clones.  */
9629   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9630     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9631
9632   return fndecl;
9633 }
9634
9635 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9636    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9637    into which the deduced template arguments are placed.
9638
9639    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9640    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9641    printed only for an incomplete match.
9642
9643    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9644    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9645
9646    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9647    template-id.
9648
9649    The parameter STRICT is one of:
9650
9651    DEDUCE_CALL:
9652      We are deducing arguments for a function call, as in
9653      [temp.deduct.call].
9654
9655    DEDUCE_CONV:
9656      We are deducing arguments for a conversion function, as in
9657      [temp.deduct.conv].
9658
9659    DEDUCE_EXACT:
9660      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9661      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9662      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9663      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
9664
9665 int
9666 fn_type_unification (tree fn,
9667                      tree explicit_targs,
9668                      tree targs,
9669                      tree args,
9670                      tree return_type,
9671                      unification_kind_t strict,
9672                      int flags)
9673 {
9674   tree parms;
9675   tree fntype;
9676   int result;
9677
9678   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9679
9680   fntype = TREE_TYPE (fn);
9681   if (explicit_targs)
9682     {
9683       /* [temp.deduct]
9684
9685          The specified template arguments must match the template
9686          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9687          must not be more arguments than there are parameters;
9688          otherwise type deduction fails.
9689
9690          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9691          nontype template parameters, or must be convertible to the
9692          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9693          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9694
9695          All references in the function type of the function template
9696          to the corresponding template parameters are replaced by the
9697          specified template argument values.  If a substitution in a
9698          template parameter or in the function type of the function
9699          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9700       int i;
9701       tree converted_args;
9702       bool incomplete;
9703
9704       if (explicit_targs == error_mark_node)
9705         return 1;
9706
9707       converted_args
9708         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9709                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
9710                                   /*require_all_args=*/false,
9711                                   /*use_default_args=*/false));
9712       if (converted_args == error_mark_node)
9713         return 1;
9714
9715       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9716          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9717          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9718          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9719          processing during substitution as we could create partial
9720          instantiations.  */
9721       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9722       processing_template_decl += incomplete;
9723       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9724       processing_template_decl -= incomplete;
9725
9726       if (fntype == error_mark_node)
9727         return 1;
9728
9729       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9730       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9731         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9732     }
9733
9734   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9735   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
9736
9737   if (return_type)
9738     {
9739       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9740       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9741     }
9742
9743   /* We allow incomplete unification without an error message here
9744      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9745      callers must be ready to deal with unification failures in any
9746      event.  */
9747   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9748                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9749                                   strict, flags);
9750
9751   if (result == 0)
9752     /* All is well so far.  Now, check:
9753
9754        [temp.deduct]
9755
9756        When all template arguments have been deduced, all uses of
9757        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9758        the corresponding deduced argument values.  If the
9759        substitution results in an invalid type, as described above,
9760        type deduction fails.  */
9761     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9762         == error_mark_node)
9763       return 1;
9764
9765   return result;
9766 }
9767
9768 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9769    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9770    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9771    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9772    the argument passed to the call, or the type of the value
9773    initialized with the result of the conversion function.  */
9774
9775 static int
9776 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
9777                                   tree* parm,
9778                                   tree* arg)
9779 {
9780   int result = 0;
9781
9782   switch (strict)
9783     {
9784     case DEDUCE_CALL:
9785       break;
9786
9787     case DEDUCE_CONV:
9788       {
9789         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9790            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9791            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9792         tree* temp = parm;
9793         parm = arg;
9794         arg = temp;
9795         break;
9796       }
9797
9798     case DEDUCE_EXACT:
9799       /* There is nothing to do in this case.  */
9800       return 0;
9801
9802     default:
9803       gcc_unreachable ();
9804     }
9805
9806   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9807     {
9808       /* [temp.deduct.call]
9809
9810          If P is not a reference type:
9811
9812          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9813          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9814          used in place of A for type deduction; otherwise,
9815
9816          --If A is a function type, the pointer type produced by
9817          the function-to-pointer standard conversion
9818          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9819          otherwise,
9820
9821          --If A is a cv-qualified type, the top level
9822          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9823          deduction.  */
9824       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9825         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9826       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9827         *arg = build_pointer_type (*arg);
9828       else
9829         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9830     }
9831
9832   /* [temp.deduct.call]
9833
9834      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9835      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9836      reference type, the type referred to by P is used for
9837      type deduction.  */
9838   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9839   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9840     {
9841       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9842       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9843     }
9844
9845   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9846      too (which has been swapped into ARG).  */
9847   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9848     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9849
9850   return result;
9851 }
9852
9853 /* Most parms like fn_type_unification.
9854
9855    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9856    arguments of a function or method parameter of a function
9857    template). */
9858
9859 static int
9860 type_unification_real (tree tparms,
9861                        tree targs,
9862                        tree xparms,
9863                        tree xargs,
9864                        int subr,
9865                        unification_kind_t strict,
9866                        int flags)
9867 {
9868   tree parm, arg;
9869   int i;
9870   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9871   int sub_strict;
9872   int saw_undeduced = 0;
9873   tree parms, args;
9874
9875   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9876   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9877   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9878   gcc_assert (ntparms > 0);
9879
9880   switch (strict)
9881     {
9882     case DEDUCE_CALL:
9883       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9884                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9885       break;
9886
9887     case DEDUCE_CONV:
9888       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9889       break;
9890
9891     case DEDUCE_EXACT:
9892       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9893       break;
9894
9895     default:
9896       gcc_unreachable ();
9897     }
9898
9899  again:
9900   parms = xparms;
9901   args = xargs;
9902
9903   while (parms && parms != void_list_node
9904          && args && args != void_list_node)
9905     {
9906       parm = TREE_VALUE (parms);
9907       parms = TREE_CHAIN (parms);
9908       arg = TREE_VALUE (args);
9909       args = TREE_CHAIN (args);
9910
9911       if (arg == error_mark_node)
9912         return 1;
9913       if (arg == unknown_type_node)
9914         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9915            template args from other function args.  */
9916         continue;
9917
9918       /* Conversions will be performed on a function argument that
9919          corresponds with a function parameter that contains only
9920          non-deducible template parameters and explicitly specified
9921          template parameters.  */
9922       if (!uses_template_parms (parm))
9923         {
9924           tree type;
9925
9926           if (!TYPE_P (arg))
9927             type = TREE_TYPE (arg);
9928           else
9929             type = arg;
9930
9931           if (same_type_p (parm, type))
9932             continue;
9933           if (strict != DEDUCE_EXACT
9934               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
9935                                   flags))
9936             continue;
9937
9938           return 1;
9939         }
9940
9941       if (!TYPE_P (arg))
9942         {
9943           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9944           if (type_unknown_p (arg))
9945             {
9946               /* [temp.deduct.type] 
9947
9948                  A template-argument can be deduced from a pointer to
9949                  function or pointer to member function argument if
9950                  the set of overloaded functions does not contain
9951                  function templates and at most one of a set of
9952                  overloaded functions provides a unique match.  */
9953               if (resolve_overloaded_unification
9954                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict))
9955                 continue;
9956
9957               return 1;
9958             }
9959           arg = unlowered_expr_type (arg);
9960           if (arg == error_mark_node)
9961             return 1;
9962         }
9963
9964       {
9965         int arg_strict = sub_strict;
9966
9967         if (!subr)
9968           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9969
9970         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
9971           return 1;
9972       }
9973     }
9974
9975   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
9976      are present, and the parm list isn't variadic.  */
9977   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
9978     return 1;
9979   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
9980   if (parms && parms != void_list_node
9981       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
9982     return 1;
9983
9984   if (!subr)
9985     for (i = 0; i < ntparms; i++)
9986       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
9987         {
9988           tree tparm;
9989
9990           if (TREE_VEC_ELT (tparms, i) == error_mark_node)
9991             continue;
9992
9993           tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
9994
9995           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
9996              a type parameter, try another pass; its type may have been
9997              deduced from a later argument than the one from which
9998              this parameter can be deduced.  */
9999           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
10000               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
10001               && !saw_undeduced++)
10002             goto again;
10003
10004           return 2;
10005         }
10006
10007   return 0;
10008 }
10009
10010 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
10011    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
10012    we try deducing template args from each of the overloads, and if
10013    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
10014    true on success.  */
10015
10016 static bool
10017 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
10018                                 tree targs,
10019                                 tree parm,
10020                                 tree arg,
10021                                 unification_kind_t strict,
10022                                 int sub_strict)
10023 {
10024   tree tempargs = copy_node (targs);
10025   int good = 0;
10026   bool addr_p;
10027
10028   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
10029     {
10030       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10031       addr_p = true;
10032     }
10033   else
10034     addr_p = false;
10035
10036   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
10037     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
10038        function name.  */
10039     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
10040
10041   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
10042     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
10043
10044   /* Strip baselink information.  */
10045   if (BASELINK_P (arg))
10046     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
10047
10048   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10049     {
10050       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
10051          the affected templates before we try to unify, in case the
10052          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
10053
10054       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
10055       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10056
10057       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
10058         {
10059           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
10060           tree subargs, elem;
10061
10062           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
10063             continue;
10064
10065           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
10066                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
10067           if (subargs)
10068             {
10069               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
10070               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
10071                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
10072             }
10073         }
10074     }
10075   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
10076            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
10077     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
10078        -- but the deduction does not succeed because the expression is
10079        not just the function on its own.  */
10080     return false;
10081   else
10082     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
10083       good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
10084                                 TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
10085                                 strict, sub_strict, addr_p);
10086
10087   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
10088      to function or pointer to member function argument if the set of
10089      overloaded functions does not contain function templates and at most
10090      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
10091
10092      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
10093      deduce anything.  */
10094
10095   if (good == 1)
10096     {
10097       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
10098       for (; i--; )
10099         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
10100           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
10101     }
10102   if (good)
10103     return true;
10104
10105   return false;
10106 }
10107
10108 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
10109    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
10110    different overloads deduce different arguments for a given parm.
10111    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
10112    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
10113
10114    Returns 1 on success.  */
10115
10116 static int
10117 try_one_overload (tree tparms,
10118                   tree orig_targs,
10119                   tree targs,
10120                   tree parm,
10121                   tree arg,
10122                   unification_kind_t strict,
10123                   int sub_strict,
10124                   bool addr_p)
10125 {
10126   int nargs;
10127   tree tempargs;
10128   int i;
10129
10130   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
10131      to function or pointer to member function argument if the set of
10132      overloaded functions does not contain function templates and at most
10133      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
10134
10135      So if this is a template, just return success.  */
10136
10137   if (uses_template_parms (arg))
10138     return 1;
10139
10140   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
10141     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
10142   else if (addr_p)
10143     arg = build_pointer_type (arg);
10144
10145   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
10146
10147   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
10148      some template args from previous args, unify would complain when we
10149      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
10150      there isn't really a conflict.  */
10151   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
10152   tempargs = make_tree_vec (nargs);
10153
10154   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
10155     return 0;
10156
10157   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
10158      explicitly specified args.  */
10159   for (i = nargs; i--; )
10160     {
10161       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
10162       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
10163
10164       if (!elt)
10165         /*NOP*/;
10166       else if (uses_template_parms (elt))
10167         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
10168            template args used in the function parm list with our own
10169            template parms.  Discard them.  */
10170         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
10171       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
10172         return 0;
10173     }
10174
10175   for (i = nargs; i--; )
10176     {
10177       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
10178
10179       if (elt)
10180         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
10181     }
10182
10183   return 1;
10184 }
10185
10186 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
10187    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
10188    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
10189    TARGS are as for unify.  */
10190
10191 static tree
10192 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
10193 {
10194   tree copy_of_targs;
10195
10196   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
10197       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
10198           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
10199     return NULL_TREE;
10200
10201   /* We need to make a new template argument vector for the call to
10202      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
10203      the attempted unification, even if this class didn't work out.
10204      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
10205      we've already done, since unification is supposed to be done on
10206      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
10207      following pathological case:
10208
10209        template <int I, int J, int K>
10210        struct S {};
10211
10212        template <int I, int J>
10213        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
10214
10215        template <int I, int J, int K>
10216        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
10217
10218        void g() {
10219          S<0, 0, 0> s0;
10220          S<0, 1, 2> s2;
10221
10222          f(s0, s2);
10223        }
10224
10225      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
10226      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
10227      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
10228      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
10229      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
10230      would reject the possibility I=1.  */
10231   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
10232
10233   /* If unification failed, we're done.  */
10234   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10235              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10236     return NULL_TREE;
10237
10238   return arg;
10239 }
10240
10241 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
10242    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
10243    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
10244    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
10245    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
10246    by unify.  */
10247
10248 static tree
10249 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
10250 {
10251   tree rval = NULL_TREE;
10252   tree binfo;
10253
10254   gcc_assert (IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (arg)));
10255
10256   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
10257   if (!binfo)
10258     /* The type could not be completed.  */
10259     return NULL_TREE;
10260
10261   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
10262      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
10263   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
10264     {
10265       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
10266
10267       if (r)
10268         {
10269           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
10270
10271                [temp.deduct.call]
10272
10273               If they yield more than one possible deduced A, the type
10274               deduction fails.
10275
10276              applies.  */
10277           if (rval && !same_type_p (r, rval))
10278             return NULL_TREE;
10279
10280           rval = r;
10281         }
10282     }
10283
10284   return rval;
10285 }
10286
10287 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
10288
10289 static int
10290 template_decl_level (tree decl)
10291 {
10292   switch (TREE_CODE (decl))
10293     {
10294     case TYPE_DECL:
10295     case TEMPLATE_DECL:
10296       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
10297
10298     case PARM_DECL:
10299       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
10300
10301     default:
10302       gcc_unreachable ();
10303     }
10304   return 0;
10305 }
10306
10307 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
10308    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
10309    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
10310
10311 static int
10312 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
10313 {
10314   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
10315   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
10316
10317   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
10318       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
10319     {
10320       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
10321           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
10322           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
10323           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
10324           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
10325           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
10326       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
10327            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
10328            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
10329           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
10330         return 0;
10331
10332       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
10333           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
10334         return 0;
10335     }
10336
10337   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
10338       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
10339     return 0;
10340
10341   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
10342       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
10343     return 0;
10344
10345   return 1;
10346 }
10347
10348 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
10349    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
10350    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
10351    include template arguments for outer levels of template parameters
10352    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
10353    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
10354    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
10355    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
10356    are deduced, then TARGS is updated.
10357
10358    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
10359    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
10360
10361      UNIFY_ALLOW_NONE:
10362        Require an exact match between PARM and ARG.
10363      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
10364        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
10365        conversion) than ARG.
10366      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
10367        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
10368      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
10369        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
10370        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
10371        ARG.
10372      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
10373        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
10374        case for more information.
10375      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
10376        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
10377        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
10378        have const qualified pointers leading up to the inner type which
10379        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
10380        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
10381        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
10382      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
10383        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
10384        qualified at this point.
10385      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
10386        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
10387        qualified at this point.  */
10388
10389 static int
10390 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
10391 {
10392   int idx;
10393   tree targ;
10394   tree tparm;
10395   int strict_in = strict;
10396
10397   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
10398      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
10399      signedness is the only information lost, and I think that will be
10400      okay.  */
10401   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
10402     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
10403
10404   if (arg == error_mark_node)
10405     return 1;
10406   if (arg == unknown_type_node)
10407     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
10408        template args from other function args.  */
10409     return 0;
10410
10411   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
10412      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
10413      template parameters.  We might need them if we're trying to
10414      figure out which of two things is more specialized.  */
10415   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
10416     return 0;
10417
10418   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
10419      cv-qualification mismatches.  */
10420   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10421       && TYPE_P (arg)
10422       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
10423          type, and the elements might be template type parms. We'll check
10424          when we recurse.  */
10425       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
10426       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
10427          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
10428          PARM `T' for example, when computing which of two templates
10429          is more specialized, for example.  */
10430       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
10431       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
10432     return 1;
10433
10434   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
10435       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
10436     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
10437   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
10438   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
10439   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
10440   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
10441
10442   switch (TREE_CODE (parm))
10443     {
10444     case TYPENAME_TYPE:
10445     case SCOPE_REF:
10446     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
10447       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
10448          argument values cannot be deduced for template parameters used
10449          within the nested-name-specifier.  */
10450       return 0;
10451
10452     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
10453     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10454     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10455       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10456
10457       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
10458           != template_decl_level (tparm))
10459         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10460            to see if it matches ARG.  */
10461         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10462                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
10463       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
10464       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
10465       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
10466
10467       /* Check for mixed types and values.  */
10468       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
10469            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
10470           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10471               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
10472         return 1;
10473
10474       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10475         {
10476           /* ARG must be constructed from a template class or a template
10477              template parameter.  */
10478           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10479               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
10480             return 1;
10481
10482           {
10483             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
10484             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
10485             tree argtmplvec
10486               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_TI_TEMPLATE (arg));
10487             int i;
10488
10489             /* The resolution to DR150 makes clear that default
10490                arguments for an N-argument may not be used to bind T
10491                to a template template parameter with fewer than N
10492                parameters.  It is not safe to permit the binding of
10493                default arguments as an extension, as that may change
10494                the meaning of a conforming program.  Consider:
10495
10496                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
10497
10498                   template <template <typename> class View,
10499                             typename Block>
10500                   void operator+(float, View<Block> const&);
10501
10502                   template <typename Block,
10503                             unsigned int Dim = Block::dim>
10504                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
10505
10506                   void
10507                   test_1d (void) {
10508                     Lvalue_proxy<Dense> p;
10509                     float b;
10510                     b + p;
10511                   }
10512
10513               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
10514               the global operator+ will be used; if they are not, the
10515               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
10516             if (coerce_template_parms (argtmplvec, parmvec,
10517                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
10518                                        tf_none,
10519                                        /*require_all_args=*/true,
10520                                        /*use_default_args=*/false)
10521                 == error_mark_node)
10522               return 1;
10523
10524             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
10525                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
10526                rather than the whole TREE_VEC since they can have
10527                different number of elements.  */
10528
10529             for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parmvec); ++i)
10530               {
10531                 if (unify (tparms, targs,
10532                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
10533                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
10534                            UNIFY_ALLOW_NONE))
10535                   return 1;
10536               }
10537           }
10538           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
10539
10540           /* Fall through to deduce template name.  */
10541         }
10542
10543       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10544           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10545         {
10546           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
10547
10548           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10549           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
10550             return 0;
10551           else if (targ)
10552             return 1;
10553         }
10554       else
10555         {
10556           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
10557              a match unless we are allowing additional qualification.
10558              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
10559              that binds `const int' to `T'.  */
10560           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
10561                                          arg, parm))
10562             return 1;
10563
10564           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
10565              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
10566           arg = cp_build_qualified_type_real
10567             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
10568           if (arg == error_mark_node)
10569             return 1;
10570
10571           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10572           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
10573             return 0;
10574           else if (targ)
10575             return 1;
10576
10577           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
10578              that were talking about variable-sized arrays (like
10579              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
10580              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
10581              the bound of the array will not be computable in an
10582              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
10583              ISO C++, so we can do as we please here.  */
10584           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
10585             return 1;
10586         }
10587
10588       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
10589       return 0;
10590
10591     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10592       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10593       if (tparm == error_mark_node)
10594         return 1;
10595
10596       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
10597           != template_decl_level (tparm))
10598         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10599            to see if it matches ARG.  */
10600         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10601                  && cp_tree_equal (parm, arg));
10602
10603       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
10604       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
10605
10606       if (targ)
10607         return !cp_tree_equal (targ, arg);
10608
10609       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
10610          with a non-type template-parameter, the non-type
10611          template-parameter is used in an expression in the function
10612          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
10613          deduced, the template-argument type shall match the type of the
10614          template-parameter exactly, except that a template-argument
10615          deduced from an array bound may be of any integral type.
10616          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
10617       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
10618       if (!TREE_TYPE (arg))
10619         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
10620            It will later be processed in convert_template_argument.  */
10621         ;
10622       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
10623         /* OK */;
10624       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
10625                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
10626                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
10627         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
10628            template argument must exactly match the types of the
10629            corresponding parameter.  */
10630         arg = fold (build_nop (TREE_TYPE (parm), arg));
10631       else if (uses_template_parms (tparm))
10632         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
10633            later.  */
10634         return 0;
10635       else
10636         return 1;
10637
10638       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
10639       return 0;
10640
10641     case PTRMEM_CST:
10642      {
10643         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
10644          another constant.  */
10645       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
10646         return 1;
10647
10648       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
10649          wrong, depending on the strict flags) to unify also
10650          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
10651          arg refer to the same variable, even if through different
10652          classes. For instance:
10653
10654          struct A { int x; };
10655          struct B : A { };
10656
10657          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
10658       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
10659                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
10660      }
10661
10662     case POINTER_TYPE:
10663       {
10664         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
10665           return 1;
10666
10667         /* [temp.deduct.call]
10668
10669            A can be another pointer or pointer to member type that can
10670            be converted to the deduced A via a qualification
10671            conversion (_conv.qual_).
10672
10673            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
10674            This will allow for additional cv-qualification of the
10675            pointed-to types if appropriate.  */
10676
10677         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
10678           /* The derived-to-base conversion only persists through one
10679              level of pointers.  */
10680           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
10681
10682         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10683                       TREE_TYPE (arg), strict);
10684       }
10685
10686     case REFERENCE_TYPE:
10687       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
10688         return 1;
10689       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10690                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10691
10692     case ARRAY_TYPE:
10693       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
10694         return 1;
10695       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
10696           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
10697         return 1;
10698       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
10699         {
10700           tree parm_max;
10701           tree arg_max;
10702           bool parm_cst;
10703           bool arg_cst;
10704
10705           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
10706              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
10707              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
10708              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
10709              here.  */
10710           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
10711           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
10712           if (!parm_cst)
10713             {
10714               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
10715               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
10716             }
10717           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
10718           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
10719           if (!arg_cst)
10720             {
10721               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
10722                  trying to unify the type of a variable with the type
10723                  of a template parameter.  For example:
10724
10725                    template <unsigned int N>
10726                    void f (char (&) [N]);
10727                    int g(); 
10728                    void h(int i) {
10729                      char a[g(i)];
10730                      f(a); 
10731                    }
10732
10733                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
10734                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
10735               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
10736                 return 1;
10737               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
10738             }
10739
10740           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
10741              by adding one to the other bound.  */
10742           if (parm_cst && !arg_cst)
10743             parm_max = fold_build2 (PLUS_EXPR,
10744                                     integer_type_node,
10745                                     parm_max,
10746                                     integer_one_node);
10747           else if (arg_cst && !parm_cst)
10748             arg_max = fold_build2 (PLUS_EXPR,
10749                                    integer_type_node,
10750                                    arg_max,
10751                                    integer_one_node);
10752
10753           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
10754             return 1;
10755         }
10756       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10757                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10758
10759     case REAL_TYPE:
10760     case COMPLEX_TYPE:
10761     case VECTOR_TYPE:
10762     case INTEGER_TYPE:
10763     case BOOLEAN_TYPE:
10764     case ENUMERAL_TYPE:
10765     case VOID_TYPE:
10766       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10767         return 1;
10768
10769       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
10770          function.  */
10771       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
10772         return 1;
10773
10774       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
10775          will invalidate it if necessary.  */
10776       return 0;
10777
10778       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
10779       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
10780     case INTEGER_CST:
10781       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
10782         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10783
10784       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
10785         return 1;
10786       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
10787
10788     case TREE_VEC:
10789       {
10790         int i;
10791         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
10792           return 1;
10793         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
10794           return 1;
10795         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
10796           if (unify (tparms, targs,
10797                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
10798                      UNIFY_ALLOW_NONE))
10799             return 1;
10800         return 0;
10801       }
10802
10803     case RECORD_TYPE:
10804     case UNION_TYPE:
10805       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10806         return 1;
10807
10808       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
10809         {
10810           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10811             return 1;
10812
10813           return unify (tparms, targs,
10814                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
10815                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
10816                         strict);
10817         }
10818
10819       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
10820         {
10821           tree t = NULL_TREE;
10822
10823           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
10824             {
10825               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
10826               t = try_class_unification (tparms, targs,
10827                                          parm, arg);
10828
10829               if (!t)
10830                 {
10831                   /* Fallback to the special case allowed in
10832                      [temp.deduct.call]:
10833
10834                        If P is a class, and P has the form
10835                        template-id, then A can be a derived class of
10836                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
10837                        a class of the form template-id, A can be a
10838                        pointer to a derived class pointed to by the
10839                        deduced A.  */
10840                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
10841
10842                   if (!t)
10843                     return 1;
10844                 }
10845             }
10846           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
10847                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
10848                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
10849             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
10850                Then, we should unify `int' and `U'.  */
10851             t = arg;
10852           else
10853             /* There's no chance of unification succeeding.  */
10854             return 1;
10855
10856           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10857                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
10858         }
10859       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
10860         return 1;
10861       return 0;
10862
10863     case METHOD_TYPE:
10864     case FUNCTION_TYPE:
10865       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10866         return 1;
10867
10868       /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
10869          match exactly.  We need to check them explicitly here,
10870          because type_unification_real treats them as any other
10871          cvqualified parameter.  */
10872       if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
10873           && (!check_cv_quals_for_unify
10874               (UNIFY_ALLOW_NONE,
10875                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
10876                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
10877         return 1;
10878
10879       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10880                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10881         return 1;
10882       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10883                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, DEDUCE_EXACT,
10884                                     LOOKUP_NORMAL);
10885
10886     case OFFSET_TYPE:
10887       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
10888          deduces the type of the member as a function type. */
10889       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10890         {
10891           tree method_type;
10892           tree fntype;
10893           cp_cv_quals cv_quals;
10894
10895           /* Check top-level cv qualifiers */
10896           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
10897             return 1;
10898
10899           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10900                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10901             return 1;
10902
10903           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
10904           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
10905           fntype =
10906             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
10907                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
10908
10909           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
10910              implicit object parameter and place them on the function
10911              type to be restored later. */
10912           cv_quals =
10913             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
10914           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
10915           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
10916         }
10917
10918       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10919         return 1;
10920       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10921                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10922         return 1;
10923       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10924                     strict);
10925
10926     case CONST_DECL:
10927       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10928         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10929       if (arg != integral_constant_value (parm))
10930         return 1;
10931       return 0;
10932
10933     case FIELD_DECL:
10934     case TEMPLATE_DECL:
10935       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10936       return 1;
10937
10938     default:
10939       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10940
10941       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10942          something like:
10943
10944            template <int I>
10945            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10946
10947          This is a "nondeduced context":
10948
10949            [deduct.type]
10950
10951            The nondeduced contexts are:
10952
10953            --A type that is a template-id in which one or more of
10954              the template-arguments is an expression that references
10955              a template-parameter.
10956
10957          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10958          actually infer any unifications.  */
10959
10960       if (!uses_template_parms (parm)
10961           && !template_args_equal (parm, arg))
10962         return 1;
10963       else
10964         return 0;
10965     }
10966 }
10967 \f
10968 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
10969    required.  */
10970
10971 static void
10972 mark_definable (tree decl)
10973 {
10974   tree clone;
10975   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
10976   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
10977     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
10978 }
10979
10980 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
10981    explicitly instantiated class.  */
10982
10983 void
10984 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
10985 {
10986   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
10987
10988   /* If this entity has already been written out, it's too late to
10989      make any modifications.  */
10990   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
10991     return;
10992
10993   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
10994     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
10995        set correctly by tsubst.  */
10996     TREE_PUBLIC (result) = 1;
10997
10998   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
10999   DECL_COMDAT (result) = 0;
11000
11001   if (extern_p)
11002     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
11003   else
11004     {
11005       mark_definable (result);
11006       /* Always make artificials weak.  */
11007       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
11008         comdat_linkage (result);
11009       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
11010          linkonce sections.  */
11011       else if (TREE_PUBLIC (result))
11012         maybe_make_one_only (result);
11013     }
11014
11015   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
11016      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
11017      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
11018      emitted here.  In neither circumstance do we want
11019      import_export_decl to adjust the linkage.  */
11020   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
11021 }
11022
11023 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
11024
11025    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
11026    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
11027    0 if neither is more specialized.
11028
11029    LEN indicates the number of parameters we should consider
11030    (defaulted parameters should not be considered).
11031
11032    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
11033    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
11034    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
11035    the templates will be more specialized if all the *other*
11036    template's arguments deduce against its arguments and at least one
11037    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
11038    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
11039    The arguments used in deduction have reference and top level cv
11040    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
11041    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
11042    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
11043    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
11044    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
11045    we do *not* verify the deduced template argument values can be
11046    substituted into non-deduced contexts, nor do we have to verify
11047    that all template arguments have been deduced.  */
11048
11049 int
11050 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
11051 {
11052   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
11053   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
11054   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
11055   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
11056   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
11057   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
11058   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
11059   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
11060   int better1 = 0;
11061   int better2 = 0;
11062
11063   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
11064      one is a non-static member function and the other is not a static
11065      member function, remove the first parameter from that function
11066      also.  This situation occurs for operator functions where we
11067      locate both a member function (with this pointer) and non-member
11068      operator (with explicit first operand).  */
11069   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
11070     {
11071       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
11072       args1 = TREE_CHAIN (args1);
11073       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
11074         args2 = TREE_CHAIN (args2);
11075     }
11076   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
11077     {
11078       args2 = TREE_CHAIN (args2);
11079       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
11080         {
11081           len--;
11082           args1 = TREE_CHAIN (args1);
11083         }
11084     }
11085
11086   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
11087   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
11088     return 0;
11089
11090   /* Consider the return type for a conversion function */
11091   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
11092     {
11093       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
11094       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
11095       len++;
11096     }
11097
11098   processing_template_decl++;
11099
11100   while (len--)
11101     {
11102       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
11103       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
11104       int deduce1, deduce2;
11105       int quals1 = -1;
11106       int quals2 = -1;
11107
11108       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
11109         {
11110           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
11111           quals1 = cp_type_quals (arg1);
11112         }
11113
11114       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
11115         {
11116           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
11117           quals2 = cp_type_quals (arg2);
11118         }
11119
11120       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
11121         {
11122           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
11123              array/function pointer decay to it.  This is not part of
11124              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
11125              for the function call itself, and with our earlier
11126              implementation of the underspecified partial ordering
11127              rules.  (nathan).  */
11128           if (quals1 >= 0)
11129             {
11130               switch (TREE_CODE (arg1))
11131                 {
11132                 case ARRAY_TYPE:
11133                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
11134                   /* FALLTHROUGH. */
11135                 case FUNCTION_TYPE:
11136                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
11137                   break;
11138
11139                 default:
11140                   break;
11141                 }
11142             }
11143           else
11144             {
11145               switch (TREE_CODE (arg2))
11146                 {
11147                 case ARRAY_TYPE:
11148                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
11149                   /* FALLTHROUGH. */
11150                 case FUNCTION_TYPE:
11151                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
11152                   break;
11153
11154                 default:
11155                   break;
11156                 }
11157             }
11158         }
11159
11160       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
11161       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
11162
11163       deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
11164       deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
11165
11166       if (!deduce1)
11167         better2 = -1;
11168       if (!deduce2)
11169         better1 = -1;
11170       if (better1 < 0 && better2 < 0)
11171         /* We've failed to deduce something in either direction.
11172            These must be unordered.  */
11173         break;
11174
11175       if (deduce1 && deduce2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
11176         {
11177           /* Deduces in both directions, see if quals can
11178              disambiguate.  Pretend the worse one failed to deduce. */
11179           if ((quals1 & quals2) == quals2)
11180             deduce1 = 0;
11181           if ((quals1 & quals2) == quals1)
11182             deduce2 = 0;
11183         }
11184       if (deduce1 && !deduce2 && !better2)
11185         better2 = 1;
11186       if (deduce2 && !deduce1 && !better1)
11187         better1 = 1;
11188
11189       args1 = TREE_CHAIN (args1);
11190       args2 = TREE_CHAIN (args2);
11191     }
11192
11193   processing_template_decl--;
11194
11195   return (better1 > 0) - (better2 > 0);
11196 }
11197
11198 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
11199
11200    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
11201    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
11202    innermost set of template parameters for the partial
11203    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
11204
11205    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
11206    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
11207    specialized.
11208
11209    See [temp.class.order] for information about determining which of
11210    two templates is more specialized.  */
11211
11212 static int
11213 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
11214 {
11215   tree targs;
11216   tree tmpl1, tmpl2;
11217   int winner = 0;
11218
11219   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
11220   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
11221
11222   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
11223      different class template specializations, we may encounter dependent
11224      types in the arguments, and we need our dependency check functions
11225      to behave correctly.  */
11226   ++processing_template_decl;
11227   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
11228                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
11229                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
11230   if (targs)
11231     --winner;
11232
11233   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
11234                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
11235                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
11236   if (targs)
11237     ++winner;
11238   --processing_template_decl;
11239
11240   return winner;
11241 }
11242
11243 /* Return the template arguments that will produce the function signature
11244    DECL from the function template FN, with the explicit template
11245    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
11246    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
11247    found.  */
11248
11249 static tree
11250 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
11251 {
11252   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
11253   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
11254   tree decl_type;
11255   tree decl_arg_types;
11256
11257   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
11258      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
11259      FN.  */
11260   decl_type = TREE_TYPE (decl);
11261   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
11262     {
11263       tree tmpl;
11264       tree converted_args;
11265
11266       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
11267         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11268       else
11269         /* We can get here for some invalid specializations.  */
11270         return NULL_TREE;
11271
11272       converted_args
11273         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
11274                                  explicit_args, NULL_TREE,
11275                                  tf_none,
11276                                  /*require_all_args=*/false,
11277                                  /*use_default_args=*/false);
11278       if (converted_args == error_mark_node)
11279         return NULL_TREE;
11280
11281       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
11282       if (decl_type == error_mark_node)
11283         return NULL_TREE;
11284     }
11285
11286   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
11287   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
11288                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
11289
11290   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
11291                            decl_arg_types,
11292                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
11293                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
11294                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
11295     return NULL_TREE;
11296
11297   return targs;
11298 }
11299
11300 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
11301    template specialization whose innermost template parameters are
11302    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
11303    ARGS.
11304
11305    For example, suppose we have:
11306
11307      template <class T, class U> struct S {};
11308      template <class T> struct S<T*, int> {};
11309
11310    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
11311    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
11312    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
11313    is bound to `double'.  */
11314
11315 static tree
11316 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
11317 {
11318   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
11319   tree deduced_args;
11320   tree innermost_deduced_args;
11321
11322   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
11323   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
11324     {
11325       deduced_args = copy_node (args);
11326       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
11327                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
11328                            innermost_deduced_args);
11329     }
11330   else
11331     deduced_args = innermost_deduced_args;
11332
11333   if (unify (tparms, deduced_args,
11334              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
11335              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
11336              UNIFY_ALLOW_NONE))
11337     return NULL_TREE;
11338
11339   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
11340     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
11341       return NULL_TREE;
11342
11343   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
11344      obtained from argument deduction.
11345
11346      For example:
11347
11348        struct A { typedef int X; };
11349        template <class T, class U> struct C {};
11350        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
11351
11352      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
11353      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
11354      is `int'.  */
11355   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
11356   if (spec_args == error_mark_node
11357       /* We only need to check the innermost arguments; the other
11358          arguments will always agree.  */
11359       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
11360                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
11361     return NULL_TREE;
11362
11363   return deduced_args;
11364 }
11365
11366 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
11367    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
11368    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
11369    is returned.
11370
11371    Note that this function does not look at, or modify, the
11372    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
11373    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
11374    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
11375    and retrieve it from the value returned.  */
11376
11377 tree
11378 most_specialized_instantiation (tree templates)
11379 {
11380   tree fn, champ;
11381
11382   ++processing_template_decl;
11383
11384   champ = templates;
11385   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
11386     {
11387       int fate = 0;
11388
11389       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
11390                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
11391                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
11392         fate--;
11393
11394       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
11395                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
11396                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
11397         fate++;
11398
11399       if (fate == -1)
11400         champ = fn;
11401       else if (!fate)
11402         {
11403           /* Equally specialized, move to next function.  If there
11404              is no next function, nothing's most specialized.  */
11405           fn = TREE_CHAIN (fn);
11406           champ = fn;
11407           if (!fn)
11408             break;
11409         }
11410     }
11411
11412   if (champ)
11413     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
11414        instantiation list.  */
11415     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
11416       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
11417                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
11418                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
11419           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
11420                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
11421                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
11422         {
11423           champ = NULL_TREE;
11424           break;
11425         }
11426
11427   processing_template_decl--;
11428
11429   if (!champ)
11430     return error_mark_node;
11431
11432   return champ;
11433 }
11434
11435 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
11436    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
11437
11438    For example, given:
11439
11440      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
11441
11442    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
11443    the full template.  This function will not trace past partial
11444    specializations, however.  For example, given in addition:
11445
11446      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
11447
11448    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
11449    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
11450
11451 tree
11452 most_general_template (tree decl)
11453 {
11454   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
11455      an immediate specialization.  */
11456   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11457     {
11458       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
11459         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11460
11461         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
11462            template friend.  */
11463         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
11464           return NULL_TREE;
11465       } else
11466         return NULL_TREE;
11467     }
11468
11469   /* Look for more and more general templates.  */
11470   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
11471     {
11472       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
11473          (See cp-tree.h for details.)  */
11474       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
11475         break;
11476
11477       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
11478           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
11479         break;
11480
11481       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
11482       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
11483           && DECL_CONTEXT (decl)
11484           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
11485         break;
11486
11487       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11488     }
11489
11490   return decl;
11491 }
11492
11493 /* Return the most specialized of the class template partial
11494    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
11495    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
11496    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
11497    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
11498    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
11499
11500    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
11501    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
11502    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
11503    returned.  */
11504
11505 static tree
11506 most_specialized_class (tree type, tree tmpl)
11507 {
11508   tree list = NULL_TREE;
11509   tree t;
11510   tree champ;
11511   int fate;
11512   bool ambiguous_p;
11513   tree args;
11514
11515   tmpl = most_general_template (tmpl);
11516   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
11517   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
11518     {
11519       tree partial_spec_args;
11520       tree spec_args;
11521
11522       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
11523       spec_args = get_class_bindings (TREE_VALUE (t),
11524                                       partial_spec_args,
11525                                       args);
11526       if (spec_args)
11527         {
11528           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
11529           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
11530         }
11531     }
11532
11533   if (! list)
11534     return NULL_TREE;
11535
11536   ambiguous_p = false;
11537   t = list;
11538   champ = t;
11539   t = TREE_CHAIN (t);
11540   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11541     {
11542       fate = more_specialized_class (champ, t);
11543       if (fate == 1)
11544         ;
11545       else
11546         {
11547           if (fate == 0)
11548             {
11549               t = TREE_CHAIN (t);
11550               if (! t)
11551                 {
11552                   ambiguous_p = true;
11553                   break;
11554                 }
11555             }
11556           champ = t;
11557         }
11558     }
11559
11560   if (!ambiguous_p)
11561     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
11562       {
11563         fate = more_specialized_class (champ, t);
11564         if (fate != 1)
11565           {
11566             ambiguous_p = true;
11567             break;
11568           }
11569       }
11570
11571   if (ambiguous_p)
11572     {
11573       const char *str = "candidates are:";
11574       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
11575       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
11576         {
11577           error ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
11578           str = "               ";
11579         }
11580       return error_mark_node;
11581     }
11582
11583   return champ;
11584 }
11585
11586 /* Explicitly instantiate DECL.  */
11587
11588 void
11589 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
11590 {
11591   tree result = NULL_TREE;
11592   int extern_p = 0;
11593
11594   if (!decl || decl == error_mark_node)
11595     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
11596        an appropriate message.  */
11597     return;
11598   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
11599     {
11600       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
11601       return;
11602     }
11603   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11604     {
11605       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
11606          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
11607          the latter, the DECL we get back will be marked as a
11608          template instantiation, and the appropriate
11609          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
11610          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
11611          should handle VAR_DECLs as it currently handles
11612          FUNCTION_DECLs.  */
11613       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
11614       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
11615         {
11616           error ("no matching template for %qD found", decl);
11617           return;
11618         }
11619     }
11620   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
11621     {
11622       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
11623       return;
11624     }
11625   else
11626     result = decl;
11627
11628   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
11629      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
11630      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
11631      until we get here.  */
11632
11633   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
11634     {
11635       /* DR 259 [temp.spec].
11636
11637          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11638          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11639          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11640
11641          For a given set of template parameters, if an explicit
11642          instantiation of a template appears after a declaration of an
11643          explicit specialization for that template, the explicit
11644          instantiation has no effect.  */
11645       return;
11646     }
11647   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
11648     {
11649       /* [temp.spec]
11650
11651          No program shall explicitly instantiate any template more
11652          than once.
11653
11654          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
11655          the first instantiation was `extern' and the second is not,
11656          and EXTERN_P for the opposite case.  */
11657       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
11658         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
11659       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
11660          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
11661       if (extern_p)
11662         return;
11663     }
11664   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
11665     {
11666       error ("no matching template for %qD found", result);
11667       return;
11668     }
11669   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
11670     {
11671       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
11672       return;
11673     }
11674
11675   if (storage == NULL_TREE)
11676     ;
11677   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11678     {
11679       if (pedantic && !in_system_header)
11680         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
11681                  "instantiations");
11682       extern_p = 1;
11683     }
11684   else
11685     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
11686
11687   check_explicit_instantiation_namespace (result);
11688   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
11689   if (! extern_p)
11690     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
11691                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11692 }
11693
11694 static void
11695 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
11696 {
11697   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
11698   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
11699   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
11700   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
11701   if (! extern_p)
11702     {
11703       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
11704       rest_of_type_compilation (t, 1);
11705     }
11706 }
11707
11708 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
11709    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
11710 static void
11711 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
11712 {
11713   tree storage = *(tree *) data;
11714
11715   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
11716       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
11717     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
11718 }
11719
11720 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
11721    (a member function or a static member variable) of an
11722    explicitly instantiated class template.  */
11723 static void
11724 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
11725 {
11726   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
11727   if (! extern_p)
11728     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
11729                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
11730 }
11731
11732 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
11733    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
11734    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
11735    since the standard is unclear (as detailed below).  */
11736
11737 void
11738 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
11739 {
11740   int extern_p = 0;
11741   int nomem_p = 0;
11742   int static_p = 0;
11743   int previous_instantiation_extern_p = 0;
11744
11745   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
11746     t = TREE_TYPE (t);
11747
11748   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
11749     {
11750       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
11751       return;
11752     }
11753
11754   complete_type (t);
11755
11756   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
11757     {
11758       if (complain & tf_error)
11759         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
11760                t);
11761       return;
11762     }
11763
11764   if (storage != NULL_TREE)
11765     {
11766       if (pedantic && !in_system_header)
11767         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations",
11768                 storage);
11769
11770       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
11771         nomem_p = 1;
11772       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11773         extern_p = 1;
11774       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
11775         static_p = 1;
11776       else
11777         {
11778           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
11779                  storage);
11780           extern_p = 0;
11781         }
11782     }
11783
11784   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
11785     {
11786       /* DR 259 [temp.spec].
11787
11788          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11789          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11790          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11791
11792          For a given set of template parameters, if an explicit
11793          instantiation of a template appears after a declaration of an
11794          explicit specialization for that template, the explicit
11795          instantiation has no effect.  */
11796       return;
11797     }
11798   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
11799     {
11800       /* [temp.spec]
11801
11802          No program shall explicitly instantiate any template more
11803          than once.
11804
11805          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
11806          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
11807          These cases are OK.  */
11808       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
11809
11810       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
11811           && (complain & tf_error))
11812         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
11813
11814       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
11815       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
11816         return;
11817     }
11818
11819   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
11820   mark_class_instantiated (t, extern_p);
11821
11822   if (nomem_p)
11823     return;
11824
11825   {
11826     tree tmp;
11827
11828     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
11829        declarations, and not the definitions, of members are
11830        instantiated, we have here:
11831
11832          [temp.explicit]
11833
11834          The explicit instantiation of a class template specialization
11835          implies the instantiation of all of its members not
11836          previously explicitly specialized in the translation unit
11837          containing the explicit instantiation.
11838
11839        Of course, we can't instantiate member template classes, since
11840        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
11841        is unclear on whether the instantiation of the members are
11842        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
11843        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
11844
11845     if (! static_p)
11846       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11847         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
11848             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11849           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11850
11851     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11852       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11853         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11854
11855     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11856       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11857                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11858   }
11859 }
11860
11861 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11862    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11863    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11864    should occur for DECL, not the most general template.
11865
11866    One reason for doing this is a scenario like this:
11867
11868      template <class T>
11869      void f(const T&, int i);
11870
11871      void g() { f(3, 7); }
11872
11873      template <class T>
11874      void f(const T& t, const int i) { }
11875
11876    Note that when the template is first instantiated, with
11877    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11878    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11879    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11880
11881 static void
11882 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11883 {
11884   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11885      template.  */
11886   tree args;
11887   tree code_pattern;
11888
11889   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11890   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11891
11892   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11893      correctly.  */
11894   push_access_scope (decl);
11895
11896   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11897     {
11898       tree decl_parm;
11899       tree pattern_parm;
11900       tree specs;
11901       int args_depth;
11902       int parms_depth;
11903
11904       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11905       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
11906       if (args_depth > parms_depth)
11907         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11908
11909       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11910                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11911       if (specs)
11912         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11913                                                     specs);
11914
11915       /* Merge parameter declarations.  */
11916       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
11917                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11918       pattern_parm
11919         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11920                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11921       while (decl_parm)
11922         {
11923           tree parm_type;
11924           tree attributes;
11925
11926           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11927             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11928           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11929                               NULL_TREE);
11930           parm_type = type_decays_to (parm_type);
11931           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11932             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11933           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
11934           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
11935             {
11936               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
11937               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
11938             }
11939           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11940           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11941         }
11942
11943       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11944       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11945           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11946         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11947       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11948         DECL_INLINE (decl) = 1;
11949     }
11950   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11951     DECL_INITIAL (decl) =
11952       tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
11953                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
11954                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
11955   else
11956     gcc_unreachable ();
11957
11958   pop_access_scope (decl);
11959 }
11960
11961 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11962    substituted to get DECL.  */
11963
11964 tree
11965 template_for_substitution (tree decl)
11966 {
11967   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11968
11969   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11970      for the instantiation.  This is not always the most general
11971      template.  Consider, for example:
11972
11973         template <class T>
11974         struct S { template <class U> void f();
11975                    template <> void f<int>(); };
11976
11977      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
11978      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
11979   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
11980             more general template.  */
11981          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11982            /* We must also deal with friend templates.  Given:
11983
11984                 template <class T> struct S {
11985                   template <class U> friend void f() {};
11986                 };
11987
11988               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
11989               so far as the language is concerned, but that's still
11990               where we get the pattern for the instantiation from.  On
11991               other hand, if the definition comes outside the class, say:
11992
11993                 template <class T> struct S {
11994                   template <class U> friend void f();
11995                 };
11996                 template <class U> friend void f() {}
11997
11998               we don't need to look any further.  That's what the check for
11999               DECL_INITIAL is for.  */
12000           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
12001               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
12002               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
12003     {
12004       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
12005          were a definition, we should be using it!  Note that we
12006          cannot restructure the loop to just keep going until we find
12007          a template with a definition, since that might go too far if
12008          a specialization was declared, but not defined.  */
12009       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
12010                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
12011
12012       /* Fetch the more general template.  */
12013       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
12014     }
12015
12016   return tmpl;
12017 }
12018
12019 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
12020    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
12021    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
12022    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
12023    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
12024    explicitly instantiated class template.  */
12025
12026 tree
12027 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
12028                   bool expl_inst_class_mem_p)
12029 {
12030   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
12031   tree gen_args;
12032   tree args;
12033   tree td;
12034   tree code_pattern;
12035   tree spec;
12036   tree gen_tmpl;
12037   bool pattern_defined;
12038   int need_push;
12039   location_t saved_loc = input_location;
12040   int saved_in_system_header = in_system_header;
12041   bool external_p;
12042
12043   /* This function should only be used to instantiate templates for
12044      functions and static member variables.  */
12045   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
12046               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
12047
12048   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
12049      are instantiated right away.  That allows for better code in the
12050      case that an expression refers to the value of the variable --
12051      if the variable has a constant value the referring expression can
12052      take advantage of that fact.  */
12053   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
12054     defer_ok = 0;
12055
12056   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
12057      functions they cloned.  */
12058   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
12059     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
12060
12061   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
12062     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
12063        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
12064        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
12065        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
12066        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
12067     return d;
12068
12069   /* If we already have a specialization of this declaration, then
12070      there's no reason to instantiate it.  Note that
12071      retrieve_specialization gives us both instantiations and
12072      specializations, so we must explicitly check
12073      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
12074   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
12075   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
12076   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
12077                                   /*class_specializations_p=*/false);
12078   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
12079     return spec;
12080
12081   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
12082   if (! push_tinst_level (d))
12083     return d;
12084
12085   timevar_push (TV_PARSE);
12086
12087   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
12088      for the instantiation.  */
12089   td = template_for_substitution (d);
12090   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
12091
12092   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
12093      template or partial specialization.  */
12094   gcc_assert (d != code_pattern);
12095
12096   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
12097       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
12098     /* In the case of a friend template whose definition is provided
12099        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
12100        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
12101     args = get_innermost_template_args
12102       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
12103   else
12104     args = gen_args;
12105
12106   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
12107     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
12108   else
12109     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
12110
12111   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
12112   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
12113
12114   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
12115      the linkage of D, remember that a definition is available for
12116      this entity.  */
12117   if (pattern_defined
12118       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
12119       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
12120     mark_definable (d);
12121
12122   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
12123   in_system_header = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (d);
12124
12125   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
12126      and no definition is available, treat it like an implicit
12127      instantiation.  */
12128   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
12129       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
12130     {
12131       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
12132       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
12133       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
12134     }
12135
12136   if (!defer_ok)
12137     {
12138       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
12139          about ignoring cv qualifiers.  */
12140       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
12141       tree type = TREE_TYPE (gen);
12142
12143       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
12144          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
12145          right context.  */
12146       push_access_scope (d);
12147
12148       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
12149         {
12150           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
12151           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
12152                   tf_warning_or_error, d);
12153           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
12154              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
12155              The function arguments are the same as the decl_arguments
12156              without the top level cv qualifiers.  */
12157           type = TREE_TYPE (type);
12158         }
12159       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
12160
12161       pop_access_scope (d);
12162     }
12163
12164   /* Check to see whether we know that this template will be
12165      instantiated in some other file, as with "extern template"
12166      extension.  */
12167   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
12168   /* In general, we do not instantiate such templates...  */
12169   if (external_p
12170       /* ... but we instantiate inline functions so that we can inline
12171          them and ... */
12172       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_INLINE (d))
12173       /* ... we instantiate static data members whose values are
12174          needed in integral constant expressions.  */
12175       && ! (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
12176             && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (d)))
12177     goto out;
12178   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
12179      forbidden from doing so.  */
12180   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
12181          template.  */
12182       ! pattern_defined
12183       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
12184       || defer_ok
12185       /* If this is a static data member that will be defined
12186          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
12187          member, but we do want to instantiate the initializer so that
12188          we can substitute that elsewhere.  */
12189       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
12190     {
12191       /* The definition of the static data member is now required so
12192          we must substitute the initializer.  */
12193       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
12194           && !DECL_INITIAL (d)
12195           && DECL_INITIAL (code_pattern))
12196         {
12197           tree ns;
12198           tree init;
12199
12200           ns = decl_namespace_context (d);
12201           push_nested_namespace (ns);
12202           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
12203           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
12204                               args,
12205                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
12206                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
12207           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/false,
12208                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
12209                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
12210           pop_nested_class ();
12211           pop_nested_namespace (ns);
12212         }
12213
12214       /* We restore the source position here because it's used by
12215          add_pending_template.  */
12216       input_location = saved_loc;
12217
12218       if (at_eof && !pattern_defined
12219           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
12220         /* [temp.explicit]
12221
12222            The definition of a non-exported function template, a
12223            non-exported member function template, or a non-exported
12224            member function or static data member of a class template
12225            shall be present in every translation unit in which it is
12226            explicitly instantiated.  */
12227         pedwarn
12228           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
12229
12230       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
12231          when marked as "extern template".  */
12232       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
12233         add_pending_template (d);
12234       goto out;
12235     }
12236   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
12237      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
12238   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
12239     {
12240       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
12241          requested instantiation in the PCH it is still possible that
12242          an instantiation will be required in a file that includes the
12243          PCH.  */
12244       if (pch_file)
12245         add_pending_template (d);
12246       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
12247          job, even though we'll not be emitting a copy of this
12248          function.  */
12249       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
12250             && flag_inline_trees
12251             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
12252         goto out;
12253     }
12254
12255   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
12256   if (need_push)
12257     push_to_top_level ();
12258
12259   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
12260      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
12261   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
12262
12263   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
12264      by a subsequent redeclaration.  */
12265   regenerate_decl_from_template (d, td);
12266
12267   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
12268      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
12269   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
12270
12271   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
12272     {
12273       tree init;
12274
12275       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
12276          since we've reset the type of the declaration.  */
12277       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
12278       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
12279
12280       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
12281          regenerate_decl_from_template.  Pull it out so that
12282          finish_decl can process it.  */
12283       init = DECL_INITIAL (d);
12284       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
12285       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
12286
12287       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
12288          initializer.  That function will defer actual emission until
12289          we have a chance to determine linkage.  */
12290       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
12291
12292       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
12293       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
12294       finish_decl (d, init, NULL_TREE);
12295       pop_nested_class ();
12296     }
12297   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
12298     {
12299       htab_t saved_local_specializations;
12300       tree subst_decl;
12301       tree tmpl_parm;
12302       tree spec_parm;
12303
12304       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
12305          template from within the body of another.  */
12306       saved_local_specializations = local_specializations;
12307
12308       /* Set up the list of local specializations.  */
12309       local_specializations = htab_create (37,
12310                                            hash_local_specialization,
12311                                            eq_local_specializations,
12312                                            NULL);
12313
12314       /* Set up context.  */
12315       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
12316
12317       /* Create substitution entries for the parameters.  */
12318       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
12319       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
12320       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
12321       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
12322         {
12323           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
12324           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
12325           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
12326         }
12327       while (tmpl_parm)
12328         {
12329           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
12330           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
12331           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
12332         }
12333       gcc_assert (!spec_parm);
12334
12335       /* Substitute into the body of the function.  */
12336       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
12337                    tf_warning_or_error, tmpl,
12338                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
12339
12340       /* We don't need the local specializations any more.  */
12341       htab_delete (local_specializations);
12342       local_specializations = saved_local_specializations;
12343
12344       /* Finish the function.  */
12345       d = finish_function (0);
12346       expand_or_defer_fn (d);
12347     }
12348
12349   /* We're not deferring instantiation any more.  */
12350   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
12351
12352   if (need_push)
12353     pop_from_top_level ();
12354
12355 out:
12356   input_location = saved_loc;
12357   in_system_header = saved_in_system_header;
12358   pop_deferring_access_checks ();
12359   pop_tinst_level ();
12360
12361   timevar_pop (TV_PARSE);
12362
12363   return d;
12364 }
12365
12366 /* Run through the list of templates that we wish we could
12367    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
12368    number of times we retry pending template instantiation.  */
12369
12370 void
12371 instantiate_pending_templates (int retries)
12372 {
12373   tree *t;
12374   tree last = NULL_TREE;
12375   int reconsider;
12376   location_t saved_loc = input_location;
12377   int saved_in_system_header = in_system_header;
12378
12379   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
12380      may require further template instantiations.  We place a limit here
12381      to avoid infinite loop.  */
12382   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
12383     {
12384       tree decl = TREE_VALUE (pending_templates);
12385
12386       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
12387              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
12388              " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)",
12389              max_tinst_depth, decl);
12390       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
12391         /* Pretend that we defined it.  */
12392         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
12393       return;
12394     }
12395
12396   do
12397     {
12398       reconsider = 0;
12399
12400       t = &pending_templates;
12401       while (*t)
12402         {
12403           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
12404
12405           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
12406
12407           if (TYPE_P (instantiation))
12408             {
12409               tree fn;
12410
12411               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
12412                 {
12413                   instantiate_class_template (instantiation);
12414                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
12415                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
12416                          fn;
12417                          fn = TREE_CHAIN (fn))
12418                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
12419                         instantiate_decl (fn,
12420                                           /*defer_ok=*/0,
12421                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
12422                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
12423                     reconsider = 1;
12424                 }
12425
12426               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
12427                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
12428                    need to consider it again in the future.  */
12429                 *t = TREE_CHAIN (*t);
12430               else
12431                 {
12432                   last = *t;
12433                   t = &TREE_CHAIN (*t);
12434                 }
12435             }
12436           else
12437             {
12438               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
12439                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
12440                 {
12441                   instantiation
12442                     = instantiate_decl (instantiation,
12443                                         /*defer_ok=*/0,
12444                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
12445                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
12446                     reconsider = 1;
12447                 }
12448
12449               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
12450                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
12451                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
12452                    need to consider it again in the future.  */
12453                 *t = TREE_CHAIN (*t);
12454               else
12455                 {
12456                   last = *t;
12457                   t = &TREE_CHAIN (*t);
12458                 }
12459             }
12460           tinst_depth = 0;
12461           current_tinst_level = NULL_TREE;
12462         }
12463       last_pending_template = last;
12464     }
12465   while (reconsider);
12466
12467   input_location = saved_loc;
12468   in_system_header = saved_in_system_header;
12469 }
12470
12471 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
12472    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
12473    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
12474    instantiate_decl.  */
12475
12476 static tree
12477 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
12478 {
12479   tree inits = NULL_TREE;
12480
12481   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
12482     {
12483       tree decl;
12484       tree init;
12485
12486       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_warning_or_error,
12487                           NULL_TREE);
12488       decl = expand_member_init (decl);
12489       if (decl && !DECL_P (decl))
12490         in_base_initializer = 1;
12491
12492       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_warning_or_error,
12493                           NULL_TREE, 
12494                           /*integral_constant_expression_p=*/false);
12495       in_base_initializer = 0;
12496
12497       if (decl)
12498         {
12499           init = build_tree_list (decl, init);
12500           TREE_CHAIN (init) = inits;
12501           inits = init;
12502         }
12503     }
12504   return inits;
12505 }
12506
12507 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
12508
12509 static void
12510 set_current_access_from_decl (tree decl)
12511 {
12512   if (TREE_PRIVATE (decl))
12513     current_access_specifier = access_private_node;
12514   else if (TREE_PROTECTED (decl))
12515     current_access_specifier = access_protected_node;
12516   else
12517     current_access_specifier = access_public_node;
12518 }
12519
12520 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
12521    is the instantiation (which should have been created with
12522    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
12523
12524 static void
12525 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
12526 {
12527   tree e;
12528
12529   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
12530     {
12531       tree value;
12532       tree decl;
12533
12534       decl = TREE_VALUE (e);
12535       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
12536          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
12537       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
12538                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
12539                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
12540
12541       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
12542       set_current_access_from_decl (decl);
12543
12544       /* Actually build the enumerator itself.  */
12545       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
12546     }
12547
12548   finish_enum (newtag);
12549   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
12550     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
12551 }
12552
12553 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
12554    its type -- but without substituting the innermost set of template
12555    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
12556    the type.  */
12557
12558 tree
12559 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
12560 {
12561   tree fn_type;
12562   tree tmpl;
12563   tree targs;
12564   tree tparms;
12565   int parm_depth;
12566
12567   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
12568   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
12569   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
12570   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
12571
12572   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
12573      of parameters.  */
12574   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
12575
12576   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
12577
12578   if (parm_depth == 1)
12579     /* No substitution is necessary.  */
12580     ;
12581   else
12582     {
12583       int i, save_access_control;
12584       tree partial_args;
12585
12586       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
12587          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
12588       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
12589       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
12590         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
12591                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
12592       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
12593                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
12594                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
12595
12596       /* Disable access control as this function is used only during
12597          name-mangling.  */
12598       save_access_control = flag_access_control;
12599       flag_access_control = 0;
12600
12601       ++processing_template_decl;
12602       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
12603          appropriate function type.  */
12604       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
12605       --processing_template_decl;
12606
12607       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
12608          innermost set of parameters.  This step is important if the
12609          innermost set of template parameters contains value
12610          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
12611       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
12612       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
12613
12614       flag_access_control = save_access_control;
12615     }
12616
12617   return fn_type;
12618 }
12619
12620 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
12621    the last one involved in diagnostics.  */
12622 int
12623 problematic_instantiation_changed (void)
12624 {
12625   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
12626 }
12627
12628 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
12629 void
12630 record_last_problematic_instantiation (void)
12631 {
12632   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
12633 }
12634
12635 tree
12636 current_instantiation (void)
12637 {
12638   return current_tinst_level;
12639 }
12640
12641 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
12642    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
12643    warning messages under control of COMPLAIN.  */
12644
12645 static int
12646 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
12647 {
12648   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
12649     return 0;
12650   else if (POINTER_TYPE_P (type))
12651     return 0;
12652   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
12653     return 0;
12654   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12655     return 0;
12656   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
12657     return 0;
12658
12659   if (complain & tf_error)
12660     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
12661   return 1;
12662 }
12663
12664 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
12665    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
12666
12667 static bool
12668 dependent_type_p_r (tree type)
12669 {
12670   tree scope;
12671
12672   /* [temp.dep.type]
12673
12674      A type is dependent if it is:
12675
12676      -- a template parameter. Template template parameters are types
12677         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
12678         them here.  */
12679   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
12680       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12681     return true;
12682   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
12683         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
12684         names a dependent type.  */
12685   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
12686     return true;
12687   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
12688         dependent.  */
12689   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
12690   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
12691   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
12692     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
12693             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
12694                                            (type)));
12695   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
12696            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
12697     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12698   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
12699            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
12700     {
12701       tree arg_type;
12702
12703       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
12704         return true;
12705       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
12706            arg_type;
12707            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
12708         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
12709           return true;
12710       return false;
12711     }
12712   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
12713         size is specified by a constant expression that is
12714         value-dependent.  */
12715   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
12716     {
12717       if (TYPE_DOMAIN (type)
12718           && ((value_dependent_expression_p
12719                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
12720               || (type_dependent_expression_p
12721                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
12722         return true;
12723       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12724     }
12725
12726   /* -- a template-id in which either the template name is a template
12727      parameter ...  */
12728   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12729     return true;
12730   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
12731         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
12732   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
12733            && (any_dependent_template_arguments_p
12734                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
12735     return true;
12736
12737   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
12738      expression is not type-dependent, then it should already been
12739      have resolved.  */
12740   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
12741     return true;
12742
12743   /* The standard does not specifically mention types that are local
12744      to template functions or local classes, but they should be
12745      considered dependent too.  For example:
12746
12747        template <int I> void f() {
12748          enum E { a = I };
12749          S<sizeof (E)> s;
12750        }
12751
12752      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
12753      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
12754   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12755   if (scope && TYPE_P (scope))
12756     return dependent_type_p (scope);
12757   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
12758     return type_dependent_expression_p (scope);
12759
12760   /* Other types are non-dependent.  */
12761   return false;
12762 }
12763
12764 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
12765    [temp.dep.type].  */
12766
12767 bool
12768 dependent_type_p (tree type)
12769 {
12770   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
12771      any dependent types.  */
12772   if (!processing_template_decl)
12773     {
12774       /* If we are not processing a template, then nobody should be
12775          providing us with a dependent type.  */
12776       gcc_assert (type);
12777       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM);
12778       return false;
12779     }
12780
12781   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
12782      in question; in that case, the type is dependent.  */
12783   if (!type)
12784     return true;
12785
12786   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
12787   if (type == error_mark_node)
12788     return false;
12789
12790   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
12791      do so now.  */
12792   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
12793     {
12794       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
12795       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
12796     }
12797
12798   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
12799 }
12800
12801 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
12802
12803 static bool
12804 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
12805 {
12806   tree scope;
12807   tree name;
12808
12809   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
12810
12811   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12812     return true;
12813
12814   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
12815   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
12816
12817   /* [temp.dep.expr]
12818
12819      An id-expression is type-dependent if it contains a
12820      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
12821      dependent type.  */
12822   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
12823      qualifying type is the current class, then we must peek
12824      inside it.  */
12825   if (DECL_P (name)
12826       && currently_open_class (scope)
12827       && !criterion (name))
12828     return false;
12829   if (dependent_type_p (scope))
12830     return true;
12831
12832   return false;
12833 }
12834
12835 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
12836    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
12837    expression.  */
12838
12839 bool
12840 value_dependent_expression_p (tree expression)
12841 {
12842   if (!processing_template_decl)
12843     return false;
12844
12845   /* A name declared with a dependent type.  */
12846   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
12847     return true;
12848
12849   switch (TREE_CODE (expression))
12850     {
12851     case IDENTIFIER_NODE:
12852       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
12853       return true;
12854
12855     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12856       /* A non-type template parm.  */
12857       return true;
12858
12859     case CONST_DECL:
12860       /* A non-type template parm.  */
12861       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12862         return true;
12863       return false;
12864
12865     case VAR_DECL:
12866        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
12867           with an expression that is value-dependent.  */
12868       if (DECL_INITIAL (expression)
12869           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
12870           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
12871         return true;
12872       return false;
12873
12874     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12875     case STATIC_CAST_EXPR:
12876     case CONST_CAST_EXPR:
12877     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12878     case CAST_EXPR:
12879       /* These expressions are value-dependent if the type to which
12880          the cast occurs is dependent or the expression being casted
12881          is value-dependent.  */
12882       {
12883         tree type = TREE_TYPE (expression);
12884
12885         if (dependent_type_p (type))
12886           return true;
12887
12888         /* A functional cast has a list of operands.  */
12889         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12890         if (!expression)
12891           {
12892             /* If there are no operands, it must be an expression such
12893                as "int()". This should not happen for aggregate types
12894                because it would form non-constant expressions.  */
12895             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
12896
12897             return false;
12898           }
12899
12900         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
12901           return any_value_dependent_elements_p (expression);
12902
12903         return value_dependent_expression_p (expression);
12904       }
12905
12906     case SIZEOF_EXPR:
12907     case ALIGNOF_EXPR:
12908       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
12909          type-dependent.  */
12910       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12911       if (TYPE_P (expression))
12912         return dependent_type_p (expression);
12913       return type_dependent_expression_p (expression);
12914
12915     case SCOPE_REF:
12916       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
12917
12918     case COMPONENT_REF:
12919       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
12920               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
12921
12922     case CALL_EXPR:
12923       /* A CALL_EXPR may appear in a constant expression if it is a
12924          call to a builtin function, e.g., __builtin_constant_p.  All
12925          such calls are value-dependent.  */
12926       return true;
12927
12928     case MODOP_EXPR:
12929       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12930               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
12931
12932     default:
12933       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
12934          value-dependent.  */
12935       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12936         {
12937         case tcc_reference:
12938         case tcc_unary:
12939           return (value_dependent_expression_p
12940                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12941
12942         case tcc_comparison:
12943         case tcc_binary:
12944           return ((value_dependent_expression_p
12945                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12946                   || (value_dependent_expression_p
12947                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12948
12949         case tcc_expression:
12950           {
12951             int i;
12952             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12953               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12954                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12955                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12956                  make the expression dependent.  */
12957               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12958                   && (value_dependent_expression_p
12959                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12960                 return true;
12961             return false;
12962           }
12963
12964         default:
12965           break;
12966         }
12967     }
12968
12969   /* The expression is not value-dependent.  */
12970   return false;
12971 }
12972
12973 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
12974    [temp.dep.expr].  */
12975
12976 bool
12977 type_dependent_expression_p (tree expression)
12978 {
12979   if (!processing_template_decl)
12980     return false;
12981
12982   if (expression == error_mark_node)
12983     return false;
12984
12985   /* An unresolved name is always dependent.  */
12986   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
12987       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
12988     return true;
12989
12990   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
12991   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
12992       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
12993       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
12994       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
12995       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
12996       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
12997       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
12998     return false;
12999
13000   /* The types of these expressions depends only on the type to which
13001      the cast occurs.  */
13002   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
13003       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
13004       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
13005       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
13006       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
13007     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
13008
13009   /* The types of these expressions depends only on the type created
13010      by the expression.  */
13011   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
13012       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
13013     {
13014       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
13015          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
13016          operand 1.  */
13017       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
13018       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
13019         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
13020            as well.  */
13021         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
13022                || value_dependent_expression_p
13023                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
13024       else
13025         return dependent_type_p (type);
13026     }
13027
13028   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
13029       && dependent_scope_ref_p (expression,
13030                                 type_dependent_expression_p))
13031     return true;
13032
13033   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
13034       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
13035       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
13036       && (any_dependent_template_arguments_p
13037           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
13038     return true;
13039
13040   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
13041       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
13042     return false;
13043
13044   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
13045     {
13046       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
13047         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
13048       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
13049           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
13050         {
13051           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
13052             return true;
13053           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
13054           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
13055             return false;
13056         }
13057       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
13058       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
13059         return false;
13060
13061       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
13062         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
13063
13064       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13065         {
13066           if (any_dependent_template_arguments_p
13067               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
13068             return true;
13069           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
13070         }
13071       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
13072                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
13073
13074       while (expression)
13075         {
13076           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
13077             return true;
13078           expression = OVL_NEXT (expression);
13079         }
13080       return false;
13081     }
13082
13083   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
13084
13085   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
13086 }
13087
13088 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
13089    contains a type-dependent expression.  */
13090
13091 bool
13092 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
13093 {
13094   while (args)
13095     {
13096       tree arg = TREE_VALUE (args);
13097
13098       if (type_dependent_expression_p (arg))
13099         return true;
13100       args = TREE_CHAIN (args);
13101     }
13102   return false;
13103 }
13104
13105 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
13106    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
13107
13108 bool
13109 any_value_dependent_elements_p (tree list)
13110 {
13111   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
13112     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
13113       return true;
13114
13115   return false;
13116 }
13117
13118 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
13119
13120 static bool
13121 dependent_template_arg_p (tree arg)
13122 {
13123   if (!processing_template_decl)
13124     return false;
13125
13126   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
13127       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
13128     return dependent_template_p (arg);
13129   else if (TYPE_P (arg))
13130     return dependent_type_p (arg);
13131   else
13132     return (type_dependent_expression_p (arg)
13133             || value_dependent_expression_p (arg));
13134 }
13135
13136 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
13137    any dependent arguments.  */
13138
13139 bool
13140 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
13141 {
13142   int i;
13143   int j;
13144
13145   if (!args)
13146     return false;
13147   if (args == error_mark_node)
13148     return true;
13149
13150   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
13151     {
13152       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
13153       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
13154         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
13155           return true;
13156     }
13157
13158   return false;
13159 }
13160
13161 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
13162
13163 bool
13164 dependent_template_p (tree tmpl)
13165 {
13166   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
13167     {
13168       while (tmpl)
13169         {
13170           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
13171             return true;
13172           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
13173         }
13174       return false;
13175     }
13176
13177   /* Template template parameters are dependent.  */
13178   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
13179       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
13180     return true;
13181   /* So are names that have not been looked up.  */
13182   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
13183       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
13184     return true;
13185   /* So are member templates of dependent classes.  */
13186   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
13187     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
13188   return false;
13189 }
13190
13191 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
13192
13193 bool
13194 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
13195 {
13196   return (dependent_template_p (tmpl)
13197           || any_dependent_template_arguments_p (args));
13198 }
13199
13200 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
13201    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
13202    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
13203    templates and therefore should be used only in extremely limited
13204    situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this peering to the currently
13205    open classes hierarchy (which is required when comparing types).  */
13206
13207 tree
13208 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
13209 {
13210   tree scope;
13211   tree name;
13212   tree decl;
13213   int quals;
13214   tree pushed_scope;
13215
13216   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
13217
13218   scope = TYPE_CONTEXT (type);
13219   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
13220
13221   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
13222      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
13223   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
13224     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
13225   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
13226      TYPENAME_TYPE.  */
13227   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
13228     return error_mark_node;
13229   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
13230      resolving the name.  */
13231   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
13232     return type;
13233   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
13234      to look inside it.  */
13235   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
13236     return error_mark_node;
13237   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
13238      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
13239   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
13240   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
13241      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
13242      longer be considered a dependent type.  */
13243   pushed_scope = push_scope (scope);
13244   /* Look up the declaration.  */
13245   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
13246   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
13247   quals = cp_type_quals (type);
13248   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
13249      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
13250   if (!decl)
13251     type = error_mark_node;
13252   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
13253            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
13254     type = TREE_TYPE (decl);
13255   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
13256            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
13257     {
13258       tree tmpl;
13259       tree args;
13260       /* Obtain the template and the arguments.  */
13261       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
13262       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
13263       /* Instantiate the template.  */
13264       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
13265                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
13266     }
13267   else
13268     type = error_mark_node;
13269   /* Qualify the resulting type.  */
13270   if (type != error_mark_node && quals)
13271     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
13272   /* Leave the SCOPE.  */
13273   if (pushed_scope)
13274     pop_scope (pushed_scope);
13275
13276   return type;
13277 }
13278
13279 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
13280    for EXPR that can be used to compute the types of larger
13281    expressions containing EXPR.  */
13282
13283 tree
13284 build_non_dependent_expr (tree expr)
13285 {
13286   tree inner_expr;
13287
13288   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
13289      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
13290   if (null_ptr_cst_p (expr))
13291     return expr;
13292   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
13293      types.  */
13294   inner_expr = expr;
13295   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
13296     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
13297   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
13298     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
13299   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
13300       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
13301     return expr;
13302   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
13303   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
13304     return expr;
13305   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
13306      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
13307      cannot be used to initialize a "char *".  */
13308   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
13309     return expr;
13310   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
13311      reason to create a new node.  */
13312   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
13313     return expr;
13314   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
13315      There is at least one place where we want to know that a
13316      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
13317      expression, there are special rules if the second or third
13318      argument is a throw-expression.  */
13319   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
13320     return expr;
13321
13322   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
13323     return build3 (COND_EXPR,
13324                    TREE_TYPE (expr),
13325                    TREE_OPERAND (expr, 0),
13326                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
13327                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
13328                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
13329                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
13330   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
13331       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
13332     return build2 (COMPOUND_EXPR,
13333                    TREE_TYPE (expr),
13334                    TREE_OPERAND (expr, 0),
13335                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
13336
13337   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
13338   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
13339
13340   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
13341
13342      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
13343      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
13344      example:
13345
13346        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
13347
13348      In the body of "f", the expression for "g" will have
13349      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
13350      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
13351      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
13352      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
13353      stripped here.  */
13354   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
13355 }
13356
13357 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
13358    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
13359    equivalent non-dependent expressions.  */
13360
13361 tree
13362 build_non_dependent_args (tree args)
13363 {
13364   tree a;
13365   tree new_args;
13366
13367   new_args = NULL_TREE;
13368   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
13369     new_args = tree_cons (NULL_TREE,
13370                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
13371                           new_args);
13372   return nreverse (new_args);
13373 }
13374
13375 #include "gt-cp-pt.h"